Магнітна навігація бджіл: дивовижна еволюційна історія
Бджоли мають магнітне почуття. І це стосується не лише медоносних бджіл. Майже всіх видів.
У недавньому дослідженні, опублікованому в журналі Science Advances, було протестовано 96 різних видів. У 74 їх було виявлено вимірні магнітні властивості. Цей висновок повністю змінює уявлення у тому, як комахи орієнтуються у світі. Він припускає, що магніторецепція – це не спеціалізований механізм, розвинений виключно для соціального життя. Це щось набагато давніше та фундаментальне.
Десятиліттями біологи знали, що соціальні бджоли, що живуть у дуплах, здатні відчувати магнітне поле Землі. Встановилася думка, що цей внутрішній компас розвинувся, тому що бджоли живуть колоніями. Вони використовують складні танці, щоб повідомити родичам розташування квітників. Напрямок має значення. Геомагнітне поле є стабільною точкою відліку щодо положення Сонця. Без нього математика навігації не сходиться. Тому дослідники вважали, що ця здатність тісно пов’язана із соціальною складністю.
Ми помилялися.
Вимірювання магнітної сили одиночних та соціальних бджіл
Ми з колегами вирішили перестати здогадуватися. Ми почали виміряти.
Ми зібрали зразки бджіл із сімейства Apidae. У цю групу входять як соціальні види, такі як медоносні бджоли, і одиночні, наприклад, бджоли-муляри (chimney bees). Ми висушували загиблих бджіл, перемелювали в порошок, а потім поміщали порошок в магнітометр для вимірювання магнітного відгуку.
Результати виявилися приголомшливими.
Ми очікували виявити магнетизм лише у соціальних бджіл. Натомість ми знайшли його всюди. І соціальні, і одиночні бджоли демонстрували сильний магнітний відгук. Це змусило нас відкинути гіпотезу у тому, що магнетизм необхідний групового життя.
Одним із наших піддослідних була бджола з невеликої соціальної родини галіктидів (Halictidae). Вона була сильно магнітною. Це спонукало нас до більш глибокого вивчення еволюційної історії. Ми розширили коло пошуку, увімкнувши бджіл з усього еволюційного дерева. Ми припустили, що витоки цієї якості лежать у найдавніших лініях.
Ми виявили певні чіткі закономірності.
- Великі бджоли були більш магнітними, ніж дрібні.
- Соціальні бджоли, як правило, були трохи більш магнітними, ніж одиночні.
- Бджоли, що гніздяться в порожнинах, були магнітнішими, ніж ті, хто гніздиться в землі.
Але ось у чому каверза: ці тенденції не витримували погляду на загальну картину. Ми виявили магнетизм у всіх протестованих родинах бджіл. Поодинокі. У соціальних. Вночі. У наземних. У тих, що живуть у вуликах. У всіх.
Навіть жуки, оси та мухи виявляли магнітні властивості у наших порівняльних вибірках.
Це привело до висновку, що магнетизм, ймовірно, передує появі бджіл. Це давня, консервативна характеристика. Еволюційна спадщина, яку бджоли не винайшли, а просто успадкували.
Чому магніторецепція так складно доводиться
Якщо бджоли є магнітними, чому ми досі не повністю розуміємо, як вони використовують цей магнетизм?
Відповідь проста: це неймовірно важко вивчати.
Магніторецепція, мабуть, є спірним з органів чуття тварин. Є сильні докази, що багато організмів здатні виявляти магнітні поля Землі. Однак навряд чи воно є їхнім основним почуттям. Навіть для бджіл, які, як відомо, використовують магнітні орієнтири, виділити цей канал сприйняття складно. Необхідно виводити організми з їхнього природного середовища, щоб тестувати ці можливості. Але це порушує ту саму поведінку, яку ми намагаємося виміряти.
Візьмемо джмелів. Біологи вважають, що вони мають магніторецепцію. Але навіть тут залишаються питання. Сумніви persists у тому, наскільки сильно вони покладаються на це почуття.
Медоносні бджоли – інший випадок. Дослідникам вдалося навчити їх розрізняти локальні магнітні аномалії. Завдяки цим доказам ми зробили припущення щодо наших інших піддослідних. Ми припустили, що якщо вид бджіл демонструє сильніший магнітний відгук, ніж медоносна бджола, він також є магніторецептивним.
Припущення — не доказ.
Наші дані показують, що магнетизм є повсюдно. Але вони не пояснюють, навіщо він бджолам. І не пояснюють, як він працює на механічному рівні.
Деякі теорії припускають, що магніторецепція працює через світлочутливі криптохроми в очах комах. Наші результати слабко підтримують цю ідею. Ми виявили, що хоча сила магнітного сигналу варіювалася в різних частинах тіла, вона ніколи не обмежувалася якоюсь однією зоною. Це була цілісна властивість тіла.
Це робить картину ще каламутнішою. Ми підтвердили наявність цієї ознаки. Ми відстежили його еволюційне поширення. Але якою є фактична функція? Біологічний механізм?
**Це все ще десь там, у полі. В очікуванні свого відкриття.
