ФИЗИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ЗМЕИНОГО ТЕПЛОВИЗОРА РАСКРЫТ?

Каким образом обладатели термолокационных ямок — удавы, питоны и многие гадюковые — преобразуют инфракрасное излучение в электрические сигналы? Специалисты Хьюстонского и Ратгерского университетов представили модель, фиксирующую ключевые элементы явления. Термин «пироэлектрики» прежде применялся только к кристаллическим структурам — а вот теперь так назвали клетки мембран змеиных терморецепторов.

В новом веке биологи добились немалых успехов в изучении физиологических особенностей, отвечающих за «инфракрасное зрение» змей и других животных. Но точный механизм термоэлектрической трансдукции, который обеспечивает преобразование ИК-излучения в электрические импульсы, обрабатываемые мозгом, — оставался неясным.

Экспериментов были многие сотни. Инфракрасное зрение змей демонстрирует несколько идиосинкразических особенностей — например, чувствительность к резким изменениям температуры при практически нулевой восприимчивости к постоянной тепловой разнице. У змей с терморецепторами обычно выражены активная реакция на начальный контакт и быстрое рассеивание внимания при длительном взаимодействии с раздражителем — здесь у наших подписчиков, содержащих боид, гремучек и куфий, есть что рассказать в связи с вопросами кормления и манипуляций.

Охотиться на теплокровную добычу большинство ложноногих и ямкоголовых способно в т. ч. в полной темноте, порой демонстрируя высочайшую точность наведения на цель.

Каковы механистические объяснения этих данных?

В более ранних электрофизиологических исследованиях электрический ток от термоактивированной мембраны ямки отслеживался в условиях воздействия различных радиационных стимулов. Самый большой прогресс был достигнут в изучении ямкоголовых (Crotalinae). Выяснилось, что их ямочные органы имеют нервные волокна, более богатые белком TRPA1, чем у других змей. Это ионный канал, расположенный на плазматической мембране многих клеток, наиболее известный как датчик боли и холода. В прежних работах именно каналы TRPA1 рассматриваются как возможные «проводники» ИК-излучения.

Однако ни в одном из этих исследований — независимо от того, касаются ли они морфологии ямок у разных групп змей, структуры ИК-рецепторов, нервных путей восприятия ИК-излучения или предполагаемой роли транспортных белков, — нет объяснения механизма трансдукции.

Результаты многих экспериментов со змеями может объяснить присутствие в ямках пироэлектрических материалов, где изменения температуры способны менять величину спонтанной поляризации. Но это явление известно только у твердых кристаллических структур, которых никогда не находили у животных, восприимчивых к ИК-излучению.

Авторы новой статьи теоретически доказывают, что биологическая мембрана ведет себя как пироэлектрический материал. Модель способна качественно и количественно объяснить большинство наиболее важных экспериментальных результатов по ИК-рецепции у змей. В сочетании с другими характеристиками рептилий, обладающих инфракрасным зрением (конструкция ямочного органа, каналы TRPA1 и т. д.) — успехи удавов, питонов и гадюковых в «охоте втемную» становятся легко объяснимыми.

Так что же — вопрос в основной своей части закрыт? Для внятной аналитики — компетенций ГАДОВ не хватит. Из ресурсов, которые мы регулярно читаем по-русски, — , вероятно, смогла бы провести разбор статьи понятным для нас языком ?. Авторы УВЕРЕНЫ, что на основе своей модели смогут скоро создать искусственный мягкий материал с пироэлектрическими свойствами. Если всё так — новые эксперименты покажут, реален ли именно описанный ими механизм. Последим за темой.

Источник: vk.com

Комментарии: