Магнитосомы

Фототаксис, т. е. движение к свету или от него, свойствен прежде всего фототрофным бактериям. Способность перемещаться по силовым линиям магнитного поля Земли или магнита — магнитотаксис — обнаружен у разных бактерий, обитающих в пресной и морской воде. В клетках этих бактерий найдены непрозрачные частицы определенной геометрической формы — магнитосомы, заполненные железом в форме магнетита (Рсз04) и выполняющие функцию магнитной стрелки. На долю магнетита может приходиться до 4% сухого вещества бактерий. В северном полушарии такие магниточувствительные бактерии плывут в направлении северного полюса Земли, в южном — в направлении южного. У ряда бактерий обнаружен вискозитаксис — способность реагировать на изменение вязкости раствора и перемешаться в направлении ее увеличения или уменьшения. [c.44]

Примером внутрицитоплазматических включений, имеющих приспособительное значение, служат магнитосомы и газовые вакуоли, или аэросомы, обнаруженные у водных прокариот. Газовые вакуоли найдены у представителей, относящихся к 15 таксономическим группам. Это сложно организованные структуры, напоминающие пчелиные соты (см. рис. 4). Состоят из множества регулярно расположенных газовых пузырьков, имеющих форму вытянутого цилиндра с заостренными концами (диаметр 65 — 115, длина 200—1200 нм). Каждый пузырек окружен однослойной белковой мембраной толщиной 2 — 3 нм, построенной из одного или двух видов белковых молекул, и заполнен газом, состав которого идентичен таковому окружающей среды. Мембрана газовых пузырьков проницаема для газов, но не проницаема для воды. Число газовых пузырьков, составляющих аэросому, у разных видов различно и зависит от внешних условий. Основная функция газо- [c.62]

Магнитосомы. Все живые организмы находятся в области магнитного поля Земли. По всей видимости, магнитное поле Земли не оказывает заметного влияния на развитие бактерий. Однако существуют бактерии, иногда их называют магнитобактериями, способные регулировать направление своего движения в соответствии с направлением силовых линий магнитного поля. Это так называемый магнитотаксис, который обнаружен у некоторых кокков и спирилл. Магнитобактерии обитают, в морских маршах, заболоченных пресноводных водоемах, окислительных прудах для очистки сточных вод, т. е. в водоемах с малоподвижной водой. Их численность здесь иногда может быть весьма значительной. В области действия постоянного магнита, поднесенного к пробам воды и ила из окислительного пруда, иногда можно собрать до 10 -10 клеток таких бактерий в миллилитре воды. [c.37]

Клетки магнитобактерий содержат магнитосомы — кубические или октаэдрические кристаллы магнетита. У спирилл по длинной оси клетки расположено около 22 кристаллов с гранями длиной порядка 50 нм. [c.37]

Существенным результатом проведенных исследований является получение экспериментальных доказательств того, что магнетит может образовываться в самом организме, т. е. имеет биогенное происхождение, хотя механизм его образования может быть неодинаков у представителей разных таксономических единиц. Наиболее интересен путь возникновения магнетитового органа у магниточувствительных бактерий, где однодоменные частицы магнетита формируют новую органеллу, названную магнитосомой. [c.6]

Гипотеза матниторецепции, основанной на использовании магнетита,- только одна из многих, предложенных с начала нынешнего столетия, однако лишь в последние несколько лет она стала всерьез рассматриваться при объяснении механизма магниторецепции у животных. Это произошло благодаря выявлению магнетита биологического происхождения в тканях многих животных, увеличению числа животных, у которых обнаружена чувствительность к магнитному полю Земли, и осознанию того, что магнетит может служить реальной основой магнитотаксиса у бактерий. Пример с бактериями показывает, что живые организмы способны очень просто решать проблему детектирования направления магнитного поля. В самом деле, всю проявляемую организмами чувствительность к направлению поля можно объяснить наличием лишь нескольких образований, подобных магнитосоме, связанной с клетками волосков. Однако детальный механизм работы сенсорной системы на основе магнетита нам неизвестен, и это еще более усложняет объяснение наблюдаемой у животных чувствительности к малым геомагнитным флуктуациям и локальным магнитным аномалиям (величина которых может составлять всего 0,1% от фонового поля). [c.292]

В заключение необходимо отметить ряд предсказаний, вытекающих из гипотезы магниторецепции, основанной на магнетите. Их проверка позволила бы полностью и окончательно подтвердить эту гипотезу. Важнее всего, пожалуй, детальное изучение микроанатомии рецепторов. Хотя большинство содержащих магнетит структур локализовано у позвоночных по соседству с нервной тканью, фактическая объемная плотность кристаллов составляет лишь несколько частей на миллиард. Все это превращает гистологические исследования в утомительные поиски магнитосомы в стоге сена , даже если использовать методики специфичного к магнетиту окрашивания препаратов или просвечивающую электронную микроскопию тонких срезов. Далее необходима идентификация нейронов, передающих информацию от рецепторов в мозг, и регистрация их ответов на магнитные стимулы. И наконец, для выбора между магнетитным и другими возможными механизмами рецепции нужны специфические лабораторные поведенческие тесты. Например, если бы у пчел удалось выработать условный рефлекс на различение магнитного севера и юга, то эксперимент с импульсным перемагничива-нием позволил бы скачком изменить полярность внутреннего компаса, а следовательно, и выработанную поведенческую реакцию. Это уникальный тест на наличие ферромагнитного компаса, и он уже прекрасно зарекомендовал себя в опытах с магниточувствительными бактериями. К сожалению, большинство животных не способны определять полярность магнитного поля, что делает данный тест неинформативным. Однако существуют и другие возможности проверки гипотезы, открывающие широкие перспективы для будущих исследований. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология