Отсутствие магнитного поля негативно влияет на развитие эмбрионов
Российские ученые показали, что в отсутствие естественного магнитного поля Земли эмбрионы рыбок данио рерио с большей вероятностью гибнут, развитие происходит с нарушениями, а их сердца начинают биться часто и нестабильно. Авторы предполагают, что в условиях «магнитного вакуума» нарушаются ключевые физиологические процессы, что следует учитывать не только при дизайне экспериментов, но и в будущем — при планировании беременности во время космических перелетов.
Жизнь на Земле развивалась под постоянным влиянием геомагнитного поля, а потому является важным экологическим фактором. Согласно одной из теорий, во времена смены магнитных полюсов интенсивность поля сильно падала, и это могло спровоцировать вымирания видов. Хотя такакя идея и не имеет веских доказательств, точно известно, что магнитные поля действительно оказывают эффект на жизнедеятельность организмов.
Сотрудники Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН (Москва), Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН (Борок) и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) решили выяснить, как отсутствие геомагнитного поля влияет на сердечную деятельность эмбрионов рыбок данио рерио. Это популярная модель исследования сердечно-сосудистых заболеваний, а еще на ранних этапах развития животные прозрачны, и их очень удобно изучать.
Со вторых по пятые сутки после оплодотворения авторы помещали развивающихся рыбок в условия, где магнитного поля практически нет, а часть эмбрионов в это время оставалась в геомагнитном поле (52 мкТл). Исследователи сочетали разные магнитные условия с обычным световым днем (16 часов свет и 8 часов темнота) и с постоянным освещением. Это позволило оценить связанные с ними циркадные ритмы, то есть изменение физиологических показателей организма в зависимости от смены дня и ночи. Ученые анализировали серии микроскопических изображений прозрачных эмбрионов при помощи разработанного ими уникального программного обеспечения.
Результаты показали, что в магнитном вакууме снижалась выживаемость рыб. Кроме того, от 5,5 до 12,5% зародышей, развивавшихся без геомагнитного поля при нормальном световом режиме и постоянном освещении соответственно, оказались с разнообразными дефектами развития — водянка, искривление тела и прочие. Частота сердечных сокращений увеличилась примерно на десять ударов в минуту, а у эмбрионов, находившихся в нулевом магнитном поле при постоянном освещении, интервал между сердцебиениями был более изменчив. Еще у них менялась картина ежесуточных вариаций работы сердца в сравнении с зародышами, развивавшимися в естественном геомагнитном поле.
«Магнитными свойствами обладают многие частицы вокруг и внутри нас. Если геомагнитное поле ослабнет до нулевых значений, то физиологические процессы, зависимые от магнитного окружения, окажутся нарушены. Вероятно, именно поэтому в нашем эксперименте в отсутствие геомагнитного поля возросла смертность и много эмбрионов оказалось с нарушениями развития. Увеличение частоты сердечных сокращений может быть адаптивным механизмом, поскольку изменение условий сделало протекание обычных реакций недостаточно эффективным», — объясняет первый автор работы Вячеслав Крылов, доктор биологических наук, главный научный сотрудник ИБВВ РАН и старший научный сотрудник НТЦ УП РАН.
Результаты работы важны не только для понимания значимости естественного магнитного фона, но и позволят предусмотреть сложности, с которыми человечество столкнется при дальних космических перелетах: беременность в условиях, где, помимо прочего, нет обычного для Земли геомагнитного поля, вероятно, может протекать гораздо сложнее.
