Природное наследие

Птицы, ориентируясь в магнитном поле Земли, могут буквально «видеть» направления его силовых линий. И помогает им в этом одна крайне токсичная для всего живого молекула.

Клаус Шультен и его коллеги считают, что токсичный ион супероксида играет ключевую роль в миграции птиц, позволяя им ориентироваться в магнитном поле Земли

Как правило, чистый кислород существует в виде устойчивой молекулы О2, но переходная форма О2 (индекс снизу) -1(индекс сверху), содержащая один неспаренный электрон, обладает крайне высокой химической активностью. Этот короткоживущий ион супероксида может образоваться, скажем, под действием радиации, или как промежуточный продукт биохимических реакций. Супероксид обладает свойствами парамагнетика – то есть, ориентируется упорядоченно в магнитном поле.

Он легко и быстро повреждает структуры клеток, ему все равно, белок ли это или ДНК – окисляется все подряд. Вот почему в живых организмах существуют достаточно эффективные механизмы борьбы с таким оксидативным стрессом, а нарушение их работы приводит к развитию тяжелых заболеваний и старения. Однако есть случай, когда супероксид может оказаться полезен: глаза птиц.

Открытие, совершенное группой профессора Клауса Шультена (Klaus Schulten), стало, по его словам, результатом ошибки, совершенной одним из участников работы. «Счастливую ошибку» допустил работающий в Германии Илья Соловьев. Ученый не был в курсе того, сколь опасен супероксид для всего живого. Он счел этот ион идеальным и высокореактивным участником реакции переноса электронов пигментом криптохромом, который был предметом исследований Соловьева и Шультена.

Криптохром ответствен за восприятие синего цвета и встречается в растениях, а также в глазах некоторых насекомых и птиц. Именно Шультен в 2000 г. первым предположил, что криптохром участвует в ориентации в магнитном поле, а несколькими годами спустя это было доказано на дрозофилах.

Когда Соловьев и вправду показал, что супероксид является подходящим партнером для реакции с криптохромом, Шультен сперва не поверил. «Однако вскоре я понял, - говорит он, - что обычно токсичная активность супероксида как раз и важна для выполнения им своей роли в “магнитном глазу”». По мнению ученого, изменения в ориентации в магнитном поле молекул, участвующих в переносе электрона, сказывается на ходе самой химической реакции. Это и позволяет птицам буквально глазами видеть, каким образом их взгляд направлен относительно линий магнитного поля.
Бшьп ыкс=http://www.popmech.ru/images/upload/article/birds_2_1245855037_full.jpg>
Изменения ориентации относительно линий геомагнитного поля сказываются на ходе реакции переноса электронов, которая проводится пигментом криптохромом

Зато токсичность супероксида объясняет и тот факт, что мы с вами никакого магнитного поля не видим. Наши организмы не нуждаются в его указаниях столь сильно, как птицы, и они пошли по пути минимизации ущерба – лучше держаться от этого иона подальше.