Podzemni glodar pokazuje znakove stresa kad magnetno polje gotovo nestane

Ansellov slijepi krtičar (Fukomys anselli), sitni glodar koji gotovo ne vidi, oslanja se na magnetno polje Zemlje da bi se snalazio u tunelima koje sam kopa i koji se protežu kilometrima. Ti podzemni sistemi najduži su koje gradi ijedan sisar, izuzev čovjeka. Novo istraživanje sugerira da je ta životinja na magnetno polje toliko osjetljiva da pokazuje znakove stresa kada polje gotovo nestane.

Rad je objavljen kao preprint na platformi bioRxiv, a vodio ga je tim neurobiologa s Instituta Max Planck za neurobiologiju ponašanja. Prema njihovim riječima, prvi put je pokazano da sisar aktivno izbjegava prostor bez magnetnog polja.

Prozirni mozak i mapa neurona

Budući da je magnetno čulo kod ovih životinja slabo istraženo, tim je razvio novi postupak snimanja. Hemijskim tretmanom mozak krtičara učinjen je prozirnim, čime je napravljen trodimenzionalni atlas mozga. Da bi provjerili njegovu preciznost, naučnici su živim životinjama u oči ubrizgali fluorescentni marker koji je obilježio neuronske veze duž vidnog puta, a potom su te podatke preklopili s atlasom.

Ranija istraživanja već su pokazala da oči imaju ulogu u magnetnoj orijentaciji ovih glodara: kada im se površina oka umrtvi lokalnim anestetikom, prestaju graditi gnijezda u omiljenom smjeru kompasa, iako i dalje zadržavaju ograničenu sposobnost osjećanja svjetla.

Odsustvo polja kao najjači podražaj

U eksperimentu, koji je izveden u Njemačkoj, životinje su bile izložene dvjema situacijama. U prvoj se magnetno polje mijenjalo svakih 30 sekundi, bilo samo po smjeru, bilo po smjeru i jačini, pri čemu je jačina iznosila od 20 do 70 puta više od gotovo nultog polja. U drugoj situaciji polje je bilo svedeno na oko dva posto jačine Zemljinog magnetnog polja u Njemačkoj.

Najsnažnija i najraširenija moždana reakcija zabilježena je upravo u gotovo nultom polju, dakle onda kada podražaja praktično nije bilo. Kod tih životinja povećala se aktivnost u regijama povezanim sa stresom, anksioznošću i strahom, uključujući amigdalu, strukturu koja učestvuje i u donošenju odluka i obradi emocija. Umjesto očekivanog neutralnog stanja, izostanak polja izazvao je obrazac aktivnosti nalik na stresnu reakciju.

Polazeći od toga, istraživači su pretpostavili da krtičari nedostatak polja doživljavaju kao neugodan i da će ga aktivno izbjegavati. To su provjerili na linearnoj stazi na kojoj je jačina magnetnog polja mijenjana ovisno o položaju životinje. Krtičari su proveli značajno manje vremena uz predmet postavljen u zonu gotovo nultog polja, dok udvostručenje jačine polja nije imalo takav učinak.

Otvorena pitanja o mehanizmu

Magnetna navigacija najviše je proučavana kod ptica selica, ali je prisutna i kod nekih sisara. Prema ranijim istraživanjima Instituta Max Planck, psi i neki primati u očima imaju molekulu koja kod ptica reaguje na magnetno polje kada je stimulirana svjetlom. Ipak, istraživanja moždanih područja zaduženih za magnetno čulo kod sisara do sada su bila ograničena na jednu vrstu, upravo Ansellovog krtičara.

Kako tačno ove životinje osjećaju magnetno polje i dalje nije jasno. Nedavno objavljen rad u časopisu iScience nije našao dokaze za receptore na bazi magnetita u očima krtičara, čije se postojanje ranije pretpostavljalo. Novo istraživanje, s druge strane, magnetno čulo povezuje sa širokom mrežom moždanih regija i veza, a ne s jednim centrom.

Autori ističu da bi njihov postupak snimanja mogao poslužiti kao okvir za buduća istraživanja magnetnog čula kod krtičara i drugih životinja. Rezultati ujedno upućuju na to da gotovo nulto magnetno polje više ne mora biti pouzdan kontrolni uslov u takvim eksperimentima, posebno kada su u pitanju krtičari.

"Naši nalazi pokazuju da Zemljino magnetno polje predstavlja biološki značajan senzorni podražaj kod sisara", zaključuje tim. Rad još nije prošao recenziju, a dostupan je kao preprint na platformi bioRxiv.