Магнитная навигация муравьев

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Многие животные умеют ориентироваться в пространстве, опираясь на шестое чувство — на восприятие магнитного поля Земли. Вот, например, пустынные муравьи Cataglyphis среди своих сородичей — настоящие асы навигации.

Иногда в поисках пищи они удаляются по извилистым тропинкам на несколько сотен метров от своего подземного гнезда. Зато обратно бегут по прямой, срезая все углы и повороты, — как стрела. И безошибочно приходят к входу в свой подземный домик, а это дырка в земле. Как это у них получается?

С этим разбирались специалисты Вюрцбургского университета имени Юлиуса Максимилиана (PNAS, 12 февраля 2024). И вот что они обнаружили. Во время так называемых учебных пробежек насекомые исследовали окружающую среду вокруг входа в гнездо и многократно вращались вокруг своей оси. При этом они делали перерывы, во время которых всегда точно ориентировались на положение входа в гнездо.

Так они калибровали свою навигационную систему, используя магнитное чутье. Только после такой калибровки можно покинуть подземное жилище и отправиться на поиски пищи. В противном случае муравей не найдет вход в свое гнездо.

А можно ли обнаружить нейронные следы этой системы в мозге муравья? Можно. Оказалось, что у муравьев были заметно увеличены синаптические связи в областях мозга, ответственных за способность ориентироваться. Это видно на снимках, сделанных с помощью конфокальной микроскопии тонких срезов мозга муравья.

Потом ученые с помощью мобильной катушки Гельмгольца, которая создавала область с почти однородным магнитным полем вокруг входа в жилище, сбивали с толку муравьев, и они теряли способность ориентироваться.

Похоже, магнитная информация имеет решающее значение для калибровки своей навигационной системы, которую муравьи сохраняют в долговременной памяти.

Примечательно то, что мозг насекомых, состоящий из сравнительно небольшого количества нейронов, способен к таким действиям. И это здорово, потому что позволяет исследователям изучать сложные процессы на относительно маленькой и простой нервной системе пустынных муравьев.