Lepojamies! Zinātniskajā žurnālā "Communications Biology" publicēts Veterinārmedicīnas fakultātes profesora Gunāra Pētersona un kolēģu pētījums par sikspārņu sesto maņu

Zīdītāji redz ar acīm, dzird ar ausīm un saož ar degunu. Bet, kura maņa vai orgāns ļauj viņiem orientēties savās migrācijās, kas dažkārt sniedzas pāri ierastajām medību teritorijām un prasa attīstītu navigācijas spēju? Zinātniskie eksperimenti tika veikti Leibnicas Zooloģiskā dārza un savvaļas dzīvnieku izpētes institūta vadībā un publicēti kopā ar profesoru Ričardu Holandu no Bangoras Universitātes un Dr.biol. Gunāru Pētersonu no Latvijas Lauksaimniecības universitāte. Pētījumā atklāts, ka acu radzene ir vieta, kur atrodas migrējošajiem sikspārņiem tik svarīgās maņa. Ja radzene ir anestezēta, tad tiek traucēta citkārt tik drošā orientācijas spēja, bet gaismas uztveršana netiek ietekmēta. Eksperiments liecina par magnētiskā sensora atrašanās vietu zīdītājos.

Pētnieku komanda, ko vadīja Dr. Olivers Lindeke (Oliver Lindecke) un Dr. Kristians Foigts (Christian Voigt) no Leibniz-IZW, pirmo reizi parādīja, ka ar acs radzenes palīdzību tiek uztverti vides signāli, kas ir svarīgi navigācijai lielos attālumos. Viņi veica eksperimentus ar Natūza sikspārņiem (Pipistrellus nathusii) vasaras beigās, kad notiek rudens migrācijas periods. Vienas eksperimenta grupas sikspārņiem zinātnieki lokāli anestezēja radzeni ar oksibuprocaīna pilienu. Šādu virsmas anestēziju plaši izmanto oftalmoloģijā, lai īslaicīgi padarītu nejūtīgu pacientu radzeni, kad cilvēku vai dzīvnieku acs tikusi pārmērīgi kairināta. Tomēr ietekme uz orientāciju iepriekš nav novērota.

Savukārt citā eksperimenta grupā sikspārņiem anestezēja tikai vienas acs radzeni. Kontroles grupas indivīdi netika anestezēti, bet saņēma izotonisku sāls šķīdumu kā acu pilienus. Visi šajā zinātniskajā eksperimentā iesaistītie dzīvnieki tika notverti migrācijas koridorā Baltijas jūras piekrastē un tūlīt pēc apstrādes tika izlaisti atklātā laukā - 11 kilometru attālumā uz iekšzemi no to noķeršanas vietas. Zinātnieki vispirms izmantoja sikspārņu detektorus, lai pārliecinātos, ka izlaišanas brīdī virs lauka nav citu sikspārņu, kuriem būtu varējuši sekot eksperimenta dzīvnieki. Cilvēks, kurš vēroja atbrīvoto sikspārņu lidošanas virzienu, nezināja, kādu apstrādi bija saņēmis katrs izlaistais dzīvnieks. "Kontroles grupa un grupa ar vienpusēju radzenes anestēziju skaidri orientējās sagaidāmajā dienvidu virzienā, turpretim sikspārņi ar abpusējām anestezētām radzenēm aizlidoja dažādos virzienos," skaidro Dr. Olivers Lindeke. "Šī acīmredzamā uzvedības atšķirība liecina, ka radzenes anestēzija izjauca virziena izjūtu, tomēr orientācijas spēja joprojām labi darbojās sikspārņiem ar vienas acs anestēziju. Tā kā pēc neilga laika anestēzijas ietekme uz radzeni beidzas, sikspārņi pēc eksperimenta varēja atsākt lidojumu uz dienvidiem. Mēs eksperimentā pirmo reizi novērojām kā migrējošs zīdītājs burtiski tika novirzīts no kursa - atskaites punkts uzvedības un sensorajā bioloģijā, kas mums ļaus mērķtiecīgāk pētīt bioloģiskās navigācijas sistēmu," atklāj pētnieki.

Lai izslēgtu iespēju, ka radzenes anestēzija ietekmē arī redzes sajūtu, kas  tādējādi zinātniekus novestu pie nepareiziem secinājumiem, viņi veica papildu eksperimentu. Atkal tika izveidotas eksperimenta un kontroles grupas, kurām viņi pārbaudīja, vai sikspārņu reakcija uz gaismu mainījās pēc radzenes anestēzijas vienā vai abās acīs. “Mēs zinām no iepriekšējiem pētījumiem, ka sikspārņi dod priekšroku apgaismotai izejai, kad tiem jāizkļūst no vienkārša Y formas labirinta,” skaidro Dr. Kristians Foigts (Christian Voigt), Leibniz-IZW Ekoloģijas nodaļas vadītājs. Tāpat viņš piebilst, ka eksperimentā dzīvnieki ar vienpusēju vai divpusēju anestēziju arī parādīja šo izvēli, tāpēc var izslēgt, ka spēja redzēt gaismu pēc radzenes anestēzijas ir mainījusies. Turklāt spēja saskatīt gaismu, protams, ietekmētu arī navigāciju tālās migrācijas laikā.

Daudzi mugurkaulnieki, piemēram, sikspārņi, delfīni, vaļi, zivis un bruņurupuči spēj droši pārvietoties tumsā neatkarīgi no tā, vai tas notiek naksnīgās debesīs mākoņainā laikā, vai alās un tuneļos, vai arī okeānu dzīlēs. Daudzus gadu desmitus zinātnieki meklējuši maņu jeb sensoro orgānu, kas ļauj dzīvniekiem veikt orientēšanās un navigācijas uzdevumus, kurus cilvēkiem ir  grūti iedomāties. Magnētiskā lauka uztvere, kas līdz šim pierādīta tikai dažiem zīdītājiem, bet ir maz izpētīta, ir acīmredzams kandidāts. Eksperimenti liecina, ka dzelzs oksīda daļiņas šūnās var darboties kā “mikroskopiskas kompasa adatas”, kā tas ir dažu baktēriju sugu gadījumā.

Nesen veiktie laboratorijas eksperimenti ar Ansela smilšracējiem, labi pazīstamo kailo smilšracēju radiniekam, kas savu dzīvi pavada sarežģītās pazemes tuneļu sistēmās, liecina, ka magnētiskais sajūtu orgāns atrodas acī. Šāda (magnētiska) orientācijas maņa līdz šim nebija pārbaudīta migrējošiem zīdītājiem, kā arī nav bijis iespējams identificēt konkrēto orgānu vai audus, kas varētu nodrošināt morfoloģisko pamatu vajadzīgajiem sensorajiem receptoriem. Lindekes un Foigta komandas eksperimenti tagad pirmo reizi sniedz ticamus datus par orientēšanās maņu orgānu lokalizāciju savvaļas migrējošiem zīdītājiem. Turpmākajos zinātniskajos pētījumos ir jānoskaidro, kā tieši izskatās šis sajūtu orgāns sikspārņu radzenē, kā tas darbojas un vai tas ir ilgi meklētais magnētiskais maņu orgāns.

Publikācija
Lindecke O, Holland RA, Pētersons G, Voigt CC (2021): Corneal sensitivity is required for orientation in free-flying migratory bats. Communications Biology. DOI: 10.1038/s42003-021-02053-w

Fotogrāfija: Nathusius' bat (Pipistrellus nathusii). Photo by Oliver Lindecke