Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Магнитотаксис - это процесс, осуществляемый разнообразной группой грамотрицательных бактерий, который включает ориентацию и координацию движения в ответ на магнитное поле Земли. [1] Этот процесс в основном осуществляется микроаэрофильными и анаэробными бактериями, обнаруженными в водной среде, такой как солончаки, морская вода и пресноводные озера. [2] Чувствуя магнитное поле, бактерии могут ориентироваться в среде с более благоприятной концентрацией кислорода. Такая ориентация на более благоприятные концентрации кислорода позволяет бактериям быстрее достигать этих сред, в отличие от того, если бы бактерии беспорядочно перемещались в этих средах.Броуновское движение . [3] После ориентации бактерии используют жгутики, чтобы плыть вдоль магнитного поля к более благоприятной среде. [4] Магнитотаксис не влияет на среднюю скорость бактерий. [3] Как только эти бактерии умирают, они могут ориентироваться в магнитном поле Земли, но не могут перемещаться по полю. [4] Эти бактерии теперь называются просто магнитными бактериями. [5]

Магнитные бактерии (например, Magnetospirillum magnetotacticum ) содержат внутренние структуры, известные как магнитосомы, которые отвечают за процесс магнитотаксиса. Магнитосомы содержат кристаллы - часто магнетит (Fe 3 O 4 ). Некоторые экстремофильные бактерии из сернистых сред были выделены с помощью грейгита (соединение сульфида железа Fe 3 S 4 ). [5] Некоторые магнитотактические бактерии также содержат кристаллы пирита (FeS 2 ), возможно, как продукт преобразования грейгита. [6]Эти кристаллы содержатся внутри двухслойной мембраны, называемой магнитосомной мембраной, в которую встроены определенные белки. Есть много разных форм кристаллов, однако форма кристаллов обычно одинакова в пределах одного вида бактерий. [2] Чаще всего магнитосомы расположены в цепочках, что позволяет создать максимальный магнитный дипольный момент. [1] Внутри бактерий может быть множество цепочек магнитосом разной длины, которые имеют тенденцию выстраиваться вдоль длинной оси бактериальной клетки. [4] Дипольный момент, создаваемый цепочками магнитосом, позволяет бактериям выравниваться с магнитным полем при их движении. [1]

Ориентируясь на полюса Земли, морские бактерииспособны направлять свое движение вниз, в сторону анаэробных / микроаэробных отложений. В северном полушарии бактерии, ищущие север, движутся вниз, в то время как в южном полушарии бактерии, ищущие юг, доминируют и движутся вниз. Первоначально ученые думали, что бактерии, ищущие юг, будут двигаться вверх в северном полушарии, к очень высоким концентрациям кислорода, и будут выбраны отрицательно, так что бактерии, ищущие север, будут доминировать в северном полушарии и наоборот. Однако бактерии, ищущие юг, были обнаружены в северном полушарии. Кроме того, магнитные бактерии, ищущие север и юг, встречаются даже на магнитном экваторе Земли, где поле направлено горизонтально. Некоторые аспекты магнитотаксиса до сих пор полностью не изучены. [1]

См. Также [ править ]

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ а б в г Лефевр, Коннектикут; Базилинский Д.А. (4 сентября 2013 г.). «Экология, разнообразие и эволюция магнитотактических бактерий» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 77 (3): 497–526. DOI : 10.1128 / MMBR.00021-13 . PMC  3811606 . PMID  24006473 .
  2. ^ а б Янь, Лей; Чжан, Шуанг; Чен, Пэн; Лю, Хетао; Инь, Хуаньхуань; Ли, Хунъюй (октябрь 2012 г.). «Магнитотактические бактерии, магнитосомы и их применение» . Микробиологические исследования . 167 (9): 507–519. DOI : 10.1016 / j.micres.2012.04.002 . PMID 22579104 . 
  3. ^ а б Смит, MJ; Шихан, ЧП; Перри, LL; О'Коннор, К .; Чонка, LN; Эпплгейт, BM; Уитмен, LJ (август 2006 г.). «Количественная оценка магнитного преимущества в магнитотаксисе» . Биофизический журнал . 91 (3): 1098–1107. Bibcode : 2006BpJ .... 91.1098S . DOI : 10.1529 / biophysj.106.085167 . PMC 1563769 . PMID 16714352 .  
  4. ^ a b c Франкель, Ричард Б. (2003). «Биологические постоянные магниты» . Сверхтонкие взаимодействия . 151 (1): 145–153. Bibcode : 2003HyInt.151..145F . DOI : 10,1023 / Б: HYPE.0000020407.25316.c3 .
  5. ^ a b Dusenbery, Дэвид Б. (2009). Жизнь в микромасштабе: неожиданная физика маленького размера . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета. ISBN 9780674031166.
  6. ^ Манн, Стивен; Спаркс, Николай ХК; Франкель, Ричард Б .; и другие. (1990). «Биоминерализация ферримагнитного грейгита (Fe 3 S 4 ) и пирита железа (FeS 2 ) в магнитотактической бактерии» . Nature (опубликовано 18 января 1990 г.). 343 (6255): 258–261. DOI : 10.1038 / 343258a0 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Оденвальд, Стен (15 марта 2002 г.). 23-й цикл . Издательство Колумбийского университета. стр.  57 -62. ISBN 978-0231120791.

Внешние ссылки [ править ]

  • Магнитотаксис у бактерий
  • Действительно ли животные используют магнетизм каким-либо интересным способом для навигации? (Астрономическое кафе)