Kompas chemiczny zwierząt

Nie jest nowością, że około 50 rodzajów zwierząt, począwszy od ssaków i ptaków, a na skorupiakach i owadach skończywszy, jest zdolnych do określania strony świata za pomocą słabego pola magnetycznego Ziemi. Już od ponad 30 lat naukowcy próbują rozwiązać zagadkę chemicznego zmysłu magnetycznego zwierząt, jednakże do tej pory nikomu nie udało się wyjaśnić, w jaki sposób radzą sobie one z wykrywaniem i korzystaniem z tak słabego pola magnetycznego, jakim jest pole Ziemi. Zespół naukowców skupiony wokół Christiane Timmel i Petera Hore’a z Uniwersytetu w Oksfordzie nie tylko udowodnił, że zwierzęta posiadają zmysł magnetyczny, lecz i wyjaśnił, w jaki sposób go używają.
Zgodnie z jedną hipotezą umiejętność nawigacji zwierzęta zawdzięczają niewielkim cząsteczkom mineralnym, które działają niczym igła biologicznego kompasu. Timmel, Hore i ich koledzy sprawdzili jednakże inną teorię, zgodnie z którą pole magnetyczne wywołuje wpływ na reakcje chemiczne. „W naszych doświadczeniach stworzyliśmy model systemu chemicznego, który określał kierunek pola magnetycznego” – mówi jeden z autorów odkrycia, profesor Peter Hore. W doświadczeniu naukowcy wykorzystali dużą cząsteczkę ze światłoczułym pierścieniem porfirynowym, z karotenoidami i fulerenami. Za pomocą techniki spektroskopowej obserwowali zachowanie się mieszanki tych substancji podczas naświetlania cząsteczki i zauważyli, że elementy składowe reagują powstawaniem nietrwałego związku przejściowego, trwałość którego zależy od natężenia przyłożonego pola magnetycznego.
Aby objaśnić, jaki właściwie czynnik określa trwałość takich stanów przejściowych, naukowcy umieścili cząsteczki w ciekłym krysztale i przekonali się, że wszystkie z nich wyrównały się w jednym kierunku. Po włączeniu pola magnetycznego okazało się, że trwałość stanów przejściowych zależy od orientacji cząsteczek w polu magnetycznym. W ten sposób naukowcy udowodnili, ż istnienie receptora magnetycznego jest możliwe. Kolejne doświadczenia w tym kierunku pozwolą być może określić, jaki element pozwala ptakom czy innym zwierzętom wyczuwać pole magnetyczne. Najbardziej rozpowszechnionym przykładem przemieszczania się na duże odległości wraz z wykorzystaniem naturalnej nawigacji są loty ptaków, dlatego właśnie ptaki są najczęściej obiektem badań. Obecnie chemicy mają zamiar przeprowadzić doświadczenie z kryptochromami – cząsteczkami, które zostały znalezione w siatkówce oka ptaków. Być może to właśnie one spełniają rolę receptorów magnetycznych, przekazujących określone sygnały do mózgu. JSL
źródło: Newscientist