Магнитотаксис

Хемотаксис. Свободно передвигающиеся бактерии способны к таксисам-направленным движениям, определяемым внешними стимулами. В зависимости от факторов среды, вызывающих направленное движение, говорят о хемотаксисе, аэротаксисе, фототаксисе и магнитотаксисе. [c.68]

Магнитное поле Магнитотаксис Некоторые подвижные бактерии [c.246]

Среди прокариот есть подвижные и неподвижные виды. Движение кл.еток чаще всего осуществляется за счет вращения жгутиков (рис. 14). Еще одним способом движения является скольжение клеток, механизм которого изучен недостаточно. Описано прыгающее движение, природа которого также не выяснена. Подвижные бактерии способны осуществлять реакции таксиса аэро- и фототаксис, хемо- и магнитотаксис. [c.11]

Вопрос о том, как мигрирующие животные находят дорогу, будучи в незнакомой местности, издавна волновал людей, а в последние десятилетия он стал предметом плодотворных исследований. Используют ли живые организмы магнитное поле Земли при навигации Начиная по крайней мере с середины прошлого века этот вопрос неоднократно то привлекал к себе внимание, то снимался с повестки дня. Вообще говоря, эта проблема находилась вне основного русла научных исследований по двум причинам во-первых, из-за невоспроизводимости многих поведенческих опытов, которые, как вначале предполагалось, свидетельствуют о наличии магнитного чувства во-вторых, из-за теоретических трудностей, возникающих при попытке биофизиков понять, как может функционировать соответствующая сенсорная система. Однако с середины 60-х годов в связи с развитием этологии (науки о поведении животных) и благодаря исследованиям, проведенным на пчелах и птицах, стало ясно, что геомагнитное поле все-таки используется ими в определенных условиях. По мере обнаружения все большего и большего числа животных, обладающих подобными свойствами, вновь возник старый вопрос о механизме магниторецепции. Из различных вариантов,, предложенных для объяснения способа преобразования информации о геомагнитном поле нервной системой, лучше всего широкий круг наблюдаемых эффектов объясняет, по-видимому, гипотеза магниторецепции, основанной на магнетите. Она подробно обсуждается в данной книге, хотя в чистом виде наличие этого механизма доказано только для бактерий, обнаруживающих магнитотаксис. [c.8]

Магнитотаксис, судя по всему, эффективен в качестве механизма ориентации, когда 1) энергия магнитного взаимодействия намного выше тепловой энергии и 2) время, необходимое для того, чтобы вращающий момент ориентировался в геомагнитном поле, намного меньше времени циклических изменений, характерных для данного местообитания. [c.54]

Подвижные бактерии активно перемещаются в направлении, определяемом теми или иными внешними факторами. Такие направленные перемещения бактерий называют т а к с и с а м и. В зависимости от фактора различают хемотаксис (частный случай — аэротаксис), фототаксис, магнитотаксис, термотаксис и виско-зитаксис. Наибольшее внимание привлекает изучение хемотаксиса, т.е. движения в определенном направлении относительно источника химического вещества. Для каждого организма все химические вещества в этом плане могут быть разделены на две группы инертные и вызывающие таксисы (эффекторы). Среди последних выделяют аттрактанты (вещества, привлекающие бактерий) и репелленты (вещества, отпугивающие бактерий). Аттрактантами могут быть сахара, аминокислоты, витамины, нуклеотиды и другие химические молекулы репеллентами — некоторые аминокислоты, спирты, фенолы, неорганические ионы. Аттрактантом для аэробных и репеллентом для энаэробных прокариот является молекулярный кислород. Аттрактанты часто представлены пищевыми субстратами, хотя не все вещества, необходимые для организма, выступают в качестве аттрактантов. Также не все ядовитые вещества служат репеллентами и не все репелленты вредны. [c.44]

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]

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]

Рис. 2.8. Электронная микрофотография продолговатых частиц железа, полученных электроосаждением (А) (Luborsky, 1961), и проявляющие магнитотаксис бактерии спириллы MS-I (Б) (Frankel, Blakemore, 1980). Размер фото А соответствует участку размером 0,4 х 0,7 мкм, а длина вертикальных отрезков на фото Б соответствует 0,5 мкм.

Однако с рассеянными минеральными частицами, такими как у обладающих магнитотаксисом бактерий, нельзя поступать подобным образом. В этом случае необходима разработка других методик. Оказалось успешным совместное использование двух приемов химического растворения органического вещества и ультразвуковой обработки раствора для уменьшения агрегации. Обычно используют чистые пробирки емкостью 5 мл от клинической центрифуги. Берут четное количество пробирок с небольшим приблизительно одинаковым количеством изолированных тканей или микроорганизмов. Затем каждую пробирку заполняют примерно на 2/3 имеющимся в продаже хозяйственным отбеливателем (5,25%-ным раствором гипохлорита натрия). Неодинаковое количество жидкости с тканью в пробирках приведет к разбалан-сировке центрифуги, чего следует избегать. Если образец содержится в одной-единственной пробирке, то для ее уравновешивания нужно взять другую с соответствующим количеством воды. Затем центрифужные пробирки помещают в заполненную водой ванночку ультразвукового вибратора и обрабатывают ультразвуком в течение нескольких минут. Отбеливатель прореагирует с белковоподобным материалом довольно быстро, а с углеводным-либо более медленно, либо вообще не будет [c.227]

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]

Ловенстам и Вейнер (Lowenstam, Weiner, 1983) предполагают, что способность к образованию магнетита возникла в раннем докембрии как механизм накопления железа в восстановительной среде того времени. У бактерий, обладающих кристаллами магнетита, способность передвигаться в определенном направлении благодаря магнитотаксису могла бы давать селективное преимущество еще до формирования среды, богатой кислородом. Для того чтобы объяснить происхождение магниторецепции у многоклеточных животных, вероятно, необходимо по- [c.210]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология