Международная группа ученых обнаружила, что магнитные свойства живых и мертвых тараканов значительно различаются. Препринт публикации доступен на сайте arXiv.org.

Возможность ощущать магнитные поля есть у многих живых существ, от бактерий до высших позвоночных. Наиболее известна способность птиц ориентироваться по магнитному полю Земли во время перелетов.

Понимание механизмов магниторецепции и биомагнетизма может не только углубить знания об эволюции биологических сенсорных систем, но и помочь усовершенствовать существующие магнитные датчики.

В рамках изучения биомагнетизма сотрудники Наньянского технологического университета в Сингапуре с коллегами провели эксперименты по намагничиванию американских тараканов (Periplaneta americana), которые обладают магниточувствительностью. Они помещали насекомых (семь живых и семь мертвых) в магнитное поле индукцией 0,15 тесла на 20 минут. После этого их намагниченность непрерывно регистрировали высокочувствительным цезиевым атомным магнитометром.

Выяснилось, что намагниченность живых тараканов экспоненциально уменьшается до остаточных значений в среднем за 50 минут. У мертвых тараканов этот показатель составил в среднем 47,5 часа.

 

 

Чтобы выяснить причину такой существенной разницы, ученые построили математическую модель, описывающую намагничивание как выстраивание магнитных частиц в теле таракана в одном направлении под действием внешнего магнитного поля. При извлечении из этого поля частицы постепенно возвращаются к хаотичной ориентации под действием броуновского движения.

Моделирование показало, что результаты измерений соответствуют частицам величиной порядка десятков и сотен нанометров, находящимся в вязкой среде. Время размагничивания зависит от вязкости этой среды, которая у живых и мертвых тараканов различается на два порядка. Дополнительные измерения гистерезисапоказали, что магнитными частицами в теле тараканов может служить грейгит (Fe3S4), который ранее находили у муравьев, термитов и пчел, но не магнетит (Fe3O4).

Как пишут ученые, полученные результаты свидетельствуют о том, что эти магнитные частицы не могут отвечать за магниточувствительность — они движутся в вязкой среде слишком медленно. Это свидетельствует в пользу других механизмов магниторецепции, с наибольшей вероятностью — основанных на химической поляризации ядер (магнитное поле может изменять ход некоторых биохимических реакций с участием пар свободных радикалов).