Магнитните полета оформят мозъка на пустинните мравки

За пустинните мравки магнитното поле на Земята не е просто компас: То може да оформя и техните мозъци.

Излизайки за първи път извън гнездото си, младите мравки трябва да се научат да търсят храна. Мравките се обучават отчасти, като през първите три дни обикалят в близост до гнездата си. По време на тази разходка те неколкократно спират, а след това правят пируети, за да погледнат обратно към входа на гнездото, учейки се как да намерят пътя към дома.

Но когато магнитното поле около входа на гнездото е нарушено, мравките чираци не могат да разберат накъде да гледат и често гледат в случайни посоки, съобщават изследователите в Proceedings of the National Academy of Sciences. Нещо повече, промененото магнитно поле изглежда е повлияло на връзките между невроните в центровете за обучение и памет в мозъка на младите мравки.

Откритието "може да улесни по-доброто разбиране на начина, по който магнитните полета се усещат при животните", тъй като учените вече знаят един от начините, по които магнитните полета могат да повлияят на развитието на мозъка, казва Робин Гроб, биолог в Норвежкия университет за наука и технологии в Трондхайм.

От години учените знаят, че някои видове птици, риби, костенурки, молци и пеперуди разчитат на магнитното поле на Земята, за да се ориентират. През 2018 г. Гроб и други учени добавят към този списък и пустинните мравки. Изглежда, че младите мравки за пръв път използват магнитното поле като ориентир, докато се учат как да използват сетивата и слънцето като водачи, да се ориентират в правилната посока, за да погледнат обратно към гнездото с неговия малък, трудно забележим вход.

Да се разбере обаче къде в мозъка се обработват магнитните сигнали се оказа предизвикателство.

За да разгадаят случая, Гроб и колегите му се обръщат към един вид пустинна мравка (Cataglyphis nodus), живееща в суха борова гора в Южна Гърция. Екипът маркира мравките с цветна точка, за да разграничи опитните от младите. Идентифицирането на етапа на мравките е било лесно, казва Паулина Флайшман, биолог, която е извършила работата в университета във Вюрцбург, Германия. "Опитните мравки просто биха избягали от гнездото и изчезнали в търсене на храна, докато новите се разхождат в малки кръгове."

Точно пред входа на гнездото изследователите поставят и устройство, което се заиграва с магнитните полета. При един от експериментите, когато екипът използвал устройството, за да обезсили частта от магнитното поле на Земята, която върви успоредно на земята, младите мравки се мъчели да се ориентират да се обърнат към входа на гнездото по време на учебните си разходки.

След това изследователите събират мравките, изваждат мозъците им и изследват двойка структури, наречени гъбични тела, които участват в обучението и ориентацията. Мравките, изложени на смущаващо магнитно поле, имали по-малки гъбични тела с по-малък брой връзки между невроните в сравнение с мравките, които се движели в нормална магнитна среда.

"Това е много логично", отбелязва Хараламбос Кириаку, поведенчески генетик от университета в Лестър, Англия, който не е участвал в изследването. Той обяснява, че обучението на мравките изглежда е пряко свързано с анатомични промени в мозъка им. "Когато мравките се обучават, се виждат промени и в техните гъбични тела. Но когато прекъсвате магнитното поле, мравките не се научават и няма подобни промени".

И все пак, странно е, че когато изследователите напълно премахват магнитното поле около входа на гнездото - не само тази част, която е успоредна на повърхността - мравките могат да се ориентират съвсем добре и мозъците им не показват същите ефекти, каквито се наблюдават при мравките, изложени на промененото магнитно поле.

Възможно е това да се дължи на факта, че мравките могат да приоритизират навигационните знаци въз основа на наличната информация, предполагат изследователите. Когато магнитното поле е нарушено, но е налично, мравката може все пак да се опита да го осмисли. Докато "ако няма никаква магнитна информация, те могат да осъзнаят, че не могат да я използват, и да започнат да използват други подсказки", казва Флайшман.

Би било интересно да се научи дали тези магнитни сигнали оказват влияние само в началото на живота или през целия живот на мравките, казва Сузане Окесон, сетивен орнитолог в университета в Лунд, Швеция. Такива сигнали биха могли да бъдат особено ценни за организмите, живеещи в по-сухи пустини като Сахара, където формата на ориентирите непрекъснато се променя. През нощта може да се разрази пясъчна буря, а на сутринта, когато мравката излезе от гнездото, средата да е съвсем различна. /БГНЕС