CM Martin-Jones ve ark. / İletişim Dünya ve Çevre
Ekip tarafından tespit edilen manyetofosillerden biri
97 milyon yıllık çökeltilerde bulunan minik manyetik fosiller, gizemli antik bir yaratığın, Dünya’nın manyetik alanını bir harita gibi “okumasına” olanak sağlamış olabilir. Bilim adamlarının onun hangi canlı olduğu hakkında hiçbir fikri yok.
Milyonlarca yıllık eski deniz yatağı çökeltilerinde gömülü olarak saklanıyorlar minik manyetik fosiller Henüz kimliği belirlenemeyen gizemli bir organizmanın bıraktığı parçalar.
şeklinde mızrak uçlarıİğler, mermiler veya iğneler içeren ve bir bakteri hücresinden daha büyük olmayan bilim insanları, bu manyetofosillerin biyolojik kökene sahip olduğundan eminler, ancak hangi yaratık olduğunu bilmiyorlar onları neden ürettiğini de bilmiyorum.
Cambridge Üniversitesi ve Helmholtz-Zentrum Berlin tarafından yürütülen bir soruşturma şimdi geldi Bu bilmecenin bir kısmını çözbu fosillerin olabileceğini düşündürmektedir. Hayvan GPS sistemi olarak işlev gördüOrganizmaların Dünya’nın manyetik alanını sanki bir haritaymış gibi “okumasına” olanak tanıyor.
U.Cambridge tarafından açıklandığı gibi ifadeAraştırmacılar ilkini elde etti 3D görüntüler Bu fosillerin manyetik yapısının incelenmesi, Dünya’nın manyetik alanının hem yönünü hem de yoğunluğunu tespit etmek ve böylece uzun mesafeli göçlere rehberlik etmek için optimize edilmiş özellikleri ortaya çıkarıyor.
“Bu manyetofosilleri hangi yaratık ürettiyse artık biliyoruz ki büyük olasılıkla doğru navigasyon yeteneğine sahipti» diyor Zengin HarrisonAraştırmayı yöneten Cambridge Yer Bilimleri Bölümü’nden araştırmacı.
Tortularda bulunan magnetofosiller ile 97 milyon yılkeşif şunları sağlar: ilk doğrudan kanıt hayvanların en azından o kadar uzun süredir kendilerini yönlendirmek için jeomanyetik alanı kullandıkları.
Bir sunumda sunulan keşif madde yakın zamanda dergide yayınlandı İletişim Dünya ve Çevre” olarak bilinen bu yeteneğin hayvanların nasıl geliştiğine dair ipuçları da sunabilir.manyetik algılama”.
Manyetik algı
Evrim boyunca yaşam bir dizi olağanüstü duyu geliştirmiştir ve manyetoresepsiyon en az anlaşılanlardan biri. Bazı aves, balık ve böcekler gezinmek için dünyanın manyetik alanını kullanın çok uzak mesafelerde, ancak bunu nasıl tespit ettikleri belirsizliğini koruyor.
Teorilerden biri Vücutta bulunan minik manyetit kristallerinin dünyanın manyetik alanıyla aynı hizada olup iğne görevi gördüğünü öne sürüyor. mikroskobik pusulalar.
Dünyanın her yerindeki göllerde ve su kütlelerinde bulunan bazı bakterilerin, magnetoreception’ın ilkel biçimi. İçlerindeki küçük manyetik parçacık dizileri, manyetik alanla aynı hizada olmalarını sağlayarak, istedikleri derinliğe yüzmelerine yardımcı oluyor.
sadece 50 ila 100 nanometre genişliğindeHarrison, bu parçacıkların mükemmel pusula iğneleri olduğunu söylüyor: “En verimli manyetik sistemi yaratmak istiyorsak, ne kadar küçükse o kadar iyi».
Ama sözde “Dev” manyetofosiller Harrison ve ekibi tarafından incelenen Manyetik parçacıklardan 10 ila 20 kat daha büyük Bakteriler tarafından kullanılıyor ve bu da bazı bilim adamlarının onların yön bulma yeteneklerini sorgulamasına neden oluyor.
Harrison, RJ ve ark. / İletişim Dünya ve Çevre
Mızrak ucu şeklindeki dev bir manyetofosilin 2 boyutlu mikroskobik ve manyetik karakterizasyonu.
Önceki çalışmalarda bazı araştırmacılar dev manyetofosillerin koruma görevi görebileceğini öne sürmüştü.
Ancak bilgisayar simülasyonları onların da olabileceğini gösterdi. gelişmiş manyetik özellikler – Harrison’ın daha fazla araştırmak istediği bir şey. «Her şey bu yaratığın dikkatle kontrol ediliyor Bu fosillerin şekli ve yapısı ve nedenini anlamak istedik” diye açıklıyor.
Harrison yakın işbirliği içinde çalıştı. Sergio ValensiyaHelmholtz-Zentrum Berlin’den, çalışmanın tanımında.
Valensiya, “Bu, manyetofosillerin olası işlevini açıklığa kavuşturmak için farklı alanlardan uzmanların birlikte çalıştığı gerçek anlamda uluslararası bir işbirliğiydi” diye vurguluyor.
Harrison ve ekibi yeni bir teknik uyguladı Fosillerin iç yapısını görselleştirmek, manyetik momentlerin (elektronların dönmesiyle oluşturulan küçük manyetik alanlar) manyetofosil içinde nasıl düzenlendiğini ortaya çıkarmak.
Şimdiye kadar bilim insanları görüntü alamadılar Dev manyetofosiller gibi daha büyük parçacıkların 3 boyutlu manyetik görüntüleri, çünkü X ışınları bunlara nüfuz edemiyordu.
Çalışma, geliştirilen yeni bir teknik sayesinde mümkün oldu. Claire DonnellyAlmanya’daki Max Planck Enstitüsü’nde çalışmanın ortak yazarı ve Oxford’daki Diamond X-ray tesisinde uygulandı.
«İç manyetik yapıyı manyetik tomografiyle haritalayabildiğimiz basit gerçeği zaten harika bir sonuçtuancak bu verilerin bize canlıların milyonlarca yıl önceki navigasyonuna dair ipuçları vermesi gerçekten heyecan verici!”, diye yorumluyor Donnelly.
“Normalde çalıştığımız üretilmiş numunelerden tamamen farklı zorlukları temsil eden doğal numuneleri incelemek için yöntemimizin ilk kez kullanıldığını görmek harika” diye ekliyor. Jeffrey NeethirajanDonnelly’nin laboratuvarında doktora adayı.
Navigasyon konusunda uzman
Görüntüler bir şeyi ortaya çıkardı karmaşık manyetik konfigürasyonFosilin iç kısmından geçen merkezi bir çizgi etrafında dönen manyetik momentler, kasırgaya çok benzeyen bir girdap deseni oluşturuyor.
Bu girdap manyetizması navigasyon için ideal özelliklerHarrison şöyle açıklıyor: bir tür “salınım” harita hakkında ayrıntılı bilgiye dönüşen manyetik alanın yoğunluğundaki küçük değişikliklere yanıt olarak.
“Bu manyetik parçacık, Dünya’nın manyetik alanının eğimini algılayarak yalnızca enlemi tespit etmekle kalmıyor, aynı zamanda aynı zamanda yoğunluğunu da ölçerBoylamla değişebilir” diye devam ediyor Harrison.
Araştırmacı, bu girdap yapısının geometrisinin oldukça karmaşık olduğunu ekliyor. stabilBu, aksi takdirde navigasyonu tehlikeye atabilecek küçük çevresel bozulmalara dayanmasına olanak tanır.
«Doğa bir GPS sistemi geliştirmiş olsaydı Okyanusta binlerce kilometre yol kat edeceğine güvenilebilecek bir parçacık buna benzer bir şey olabilir.”
Aramayı daralt
Bu çalışma, bu fosillerin işleviyle ilgili hala devam eden gizemi çözmeye yardımcı olarak aynı zamanda şu konularda da yardımcı oluyor: Aramayı onları üreten hayvana daraltın.
“Sonraki soru şu: bu fosilleri ne yaptı?” Harrison’a soruyor. “Bu bize okyanuslarda bol miktarda fosil kaydı bırakacak kadar yaygın olan göçmen bir hayvan aramamız gerektiğini söylüyor.”
Harrison şunu tahmin ediyor: Yılan balıkları potansiyel bir aday olabiliryaklaşık 100 milyon yıl önce evrimleşmiş ve anlaşılması en zor ve en az anlaşılan hayvanlar arasında kalmıştır.
Avrupa ve Amerika yılan balıkları binlerce kilometre seyahat etmek tatlı su nehirlerinden Sargasso Denizi’nde yumurtlamaya kadar. Dünyanın manyetik alanını hissedebilseler de bunu nasıl yaptıkları bir sır olarak kalıyor.
manyetit parçacıkları yılan balıklarında zaten tespit edildiancak kısmen küçük boyutları ve vücudun herhangi bir yerinde saklanabilmeleri nedeniyle hücrelerinde ve dokularında henüz doğrudan gözlemlenmemiştir.
Her ne kadar konakçıları bilinmiyor olsa da, “dev manyetofosiller, hayvanların temel bakteriyel manyetoresepsiyonları navigasyon sistemlerine nasıl dönüştürdüğünü anlamada çok önemli bir adıma işaret ediyor” GPS’e benzer şekilde son derece uzmanlaşmış», diye bitiriyor Harrison.