Геологи нашли древний «GPS» возрастом 97 миллионов лет
Геологи и биофизики Кембриджского университета и Гельмгольц-центра в Берлине сообщили о первых убедительных доказательствах того, что животные могли ориентироваться по магнитному полю Земли уже 97 миллионов лет назад. Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.
В древних морских отложениях были найдены крошечные магнетические окаменелости, которые исследователи назвали «магнитоископаемыми». Они напоминают по форме наконечники копий, иглы и пули и имеют размеры меньше бактериальной клетки. По мнению ученых, эти микроскопические структуры могли служить встроенным компасом, позволяя животным считывать магнитное поле Земли и ориентироваться в пространстве, словно с помощью GPS.
Микроскопические компасы
Магнитоископаемые удивляют своей внутренней структурой. Ученые впервые получили трехмерные изображения их магнитных полей с помощью рентгеновской томографии на установке Diamond в Оксфорде. Исследователи обнаружили, что магнитные моменты внутри закручены спиралью, формируя вихревую структуру, напоминающую миниатюрный торнадо. Этот узор позволяет частицам реагировать на малейшие изменения напряженности магнитного поля, давая животному возможность определять не только направление, но и силу магнитного поля, что помогает вычислять координаты — широту и долготу.
«Если бы природа создала GPS, частицу, на которую можно положиться, чтобы преодолеть тысячи километров через океан, то она была бы примерно такой», — отметил профессор Рич Харрисон из Кембриджского университета.
Как работает древний компас
Магнитоископаемые действуют как миниатюрные сенсоры: они фиксируют направление и силу магнитного поля и передают эту информацию животному, превращая ее в карту для навигации. Вихревая структура частиц стабильно сохраняет ориентацию даже при внешних возмущениях, что делает ее надежным инструментом для длительных миграций. Это открытие помогает понять, как птицы, рыбы и некоторые насекомые используют магниторецепцию для путешествий на огромные расстояния. Ученые сравнивают этот процесс с современными GPS-навигационными системами, только созданными природой.
Тайна создателя
До сих пор неизвестно, какое именно животное оставило эти окаменелости. Ученые предполагают, что это был широко распространенный морской организм, способный к дальним миграциям, возможно угорь, который появился около 100 миллионов лет назад и совершает длительные путешествия от рек к морям.
«Следующий вопрос — что создало эти окаменелости. Это говорит о необходимости искать животное, которое было достаточно распространено, чтобы оставить после себя заметные следы», — сказал Харрисон.
Поскольку угри и сегодня преодолевают тысячи километров в океане, они рассматриваются как потенциальный кандидат.
Ранее изучение крупных магнитных структур было затруднено из-за ограничений рентгеновских методов. Новая томография позволила увидеть внутренние магнитные поля и их ориентацию в трех измерениях, раскрывая, как эти частицы могли обеспечивать точную навигацию. Соавтор исследования Клэр Доннелли из Института Макса Планка подчеркнула:
«То, что нам удалось составить карту внутренней структуры с помощью магнитной томографии и увидеть, как животные ориентировались миллионы лет назад, — это само по себе важный результат».
Магнитоископаемые представляют собой следующий этап развития, где простейшая способность превращается в высокоспециализированную навигационную систему.
«Гигантские магнитоископаемые демонстрируют, что природа научилась использовать магнитизм для точной навигации задолго до появления современных птиц и рыб», — отметил Харрисон.
Таким образом, это открытие помогает понять, как животные превратили базовую бактериальную магниторецепцию в сложные GPS-подобные системы.
