Нет доказательств влияния магнитного поля на поведение дрозофилы.

Nature, том 620, страницы 595–599 (2023 г.) Процитировать эту статью

20 тысяч доступов

1 Цитаты

111 Альтметрика

Подробности о метриках

Перелетные певчие птицы обладают замечательной способностью извлекать информацию о направлении из магнитного поля Земли1,2. Однако точный механизм этого светозависимого чувства магнитного компаса до конца не изучен. Наиболее многообещающая гипотеза сосредоточена на квантовой спиновой динамике временных радикальных пар, образующихся в криптохромных белках сетчатки3,4,5. К сожалению, большая часть подтверждающих доказательств этой теории носит косвенный характер, в основном из-за серьезных проблем, связанных с генетической модификацией диких птиц. Поэтому дрозофила была выбрана в качестве модельного организма, и несколько влиятельных сообщений о криптохром-опосредованных эффектах магнитного поля на поведение мух были широко интерпретированы как поддержка механизма, основанного на радикальных парах, у птиц6,7,8,9,10,11, 12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Здесь мы сообщаем о результатах обширного исследования по проверке воздействия магнитного поля на 97 658 мух, движущихся в двуручном лабиринте, и на 10 960 мух, совершающих спонтанное поведение, известное как отрицательный геотаксис. В тщательно контролируемых условиях и при огромных размерах выборки нам не удалось найти доказательства магниточувствительного поведения у дрозофилы. Более того, после переоценки статистических подходов и размеров выборки, использованных в исследованиях, которые мы пытались воспроизвести, мы предполагаем, что многие — если не все — первоначальные результаты были ложноположительными. Таким образом, наши результаты ставят под сомнение существование магнитного зондирования у дрозофилы и, таким образом, убедительно свидетельствуют о том, что ночные певчие птицы остаются предпочтительным организмом для выяснения механизма светозависимой магниторецепции.

Большая часть наших знаний о светозависимой магниторецепции исходит от ночных певчих птиц, которые демонстрируют высоко воспроизводимые реакции компаса при тестировании во время сезона миграции в ориентационных клетках, таких как воронки Эмлена24,25,26, и в свободном полете27. Они также, судя по всему, комбинируют направление по компасу домой со знаком «стоп», основанным на магнитном наклоне, чтобы решить, где закончить обратный путь28. Работать с такими птицами сложно, поскольку их невозможно регулярно разводить в неволе, а многие современные генетические подходы неприменимы. Поэтому нам было интересно увидеть сообщения о том, что дрозофилы демонстрируют поведение под магнитным влиянием6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Несмотря на то, что эволюционная польза от использования магнитных сигналов неясна, широко воспроизводимая поведенческая парадигма для проверки магниторецепции у дрозофилы значительно облегчила бы поиск точных механизмов сенсорных молекул, генетической основы и реакций нейронов на магнитные стимулы. Было бы гораздо труднее достичь такого же уровня знаний и понимания, используя только ночных певчих птиц. Поэтому мы решили реализовать два из опубликованных поведенческих тестов дрозофилы в наших собственных лабораториях.

Сначала мы попробовали анализ бинарного Т-образного лабиринта Ggear et al.6,7 и Foley et al.8 с точной копией оригинального аппарата и следуя опубликованным протоколам и дополнительной информации, предоставленной первоначальными авторами (Расширенная версия). Данные рис. 1). Магнитное поле силой около 500 мкТл было приложено в одном плече лабиринта и не было магнитного поля в другом путем пропускания одинаковых токов параллельно и антипараллельно, соответственно, через идентичные катушки с двойной обмоткой. Такое расположение гарантирует, что любые немагнитные эффекты, такие как незначительный нагрев, будут одинаковыми в обоих плечах. Аппарат вместе с белыми прожекторами находился в деревянном ящике, помещенном в электромагнитно экранированную камеру (4,0 × 5,0 × 2,5 м3) в деревянном здании, которая ослабляла фоновые радиочастотные поля как минимум в 105 раз (ссылка 29). Таким образом, мухи, протестированные группами примерно по 100 особей, подвергались воздействию статического поля, создаваемого катушками, и/или магнитного поля Земли, но не радиочастотных электромагнитных полей, которые, как было обнаружено, мешают птицам использовать свои магнитный компас26,29,30.