Wszystkie organizmy mają kompas
Naukowcy odkryli, że każde zwierzę na Ziemi może mieć molekularny mechanizm umożliwiający wyczuwanie pól magnetycznych, nawet te organizmy, które nie nawigują ani nie migrują, wykorzystując tę tajemniczy "szósty zmysł". Nowe badania sugerują, że magnetorecepcja może być znacznie bardziej powszechna w królestwie zwierząt niż sądziliśmy i może być zdumiewająco starożytną cechą wspólną praktycznie wszystkim żywym istotom, chociaż o różnym nasileniu.
Każde zwierzę na Ziemi może mieć w sobie molekularny mechanizm wyczuwania pól magnetycznych, nawet te organizmy, które nie nawigują ani nie migrują, wykorzystując tę tajemniczą "szóstą zmysł".
Naukowcy pracujący nad muchami teraz zidentyfikowali wszechobecną cząsteczkę we wszystkich żywych komórkach, które mogą odpowiadać na magnetyczną wrażliwość, jeśli występuje ona w wystarczająco dużych ilościach.
Nowe odkrycia sugerują, że magnetorecepcja może być o wiele bardziej powszechna w królestwie zwierząt, niż kiedykolwiek wiedzieliśmy. Jeśli badacze mają rację, może to być niesamowicie starożytna cecha wspólna dla praktycznie wszystkich żywych istot, choć o różnej sile.
To nie oznacza, że wszystkie zwierzęta lub rośliny mogą aktywnie wyczuwać i śledzić pola magnetyczne, ale sugeruje, że wszystkie żywe komórki mogą, w tym nasze.
"Jak odbieramy świat zewnętrzny, od widzenia, słyszenia po dotyk, smak i zapach, są dobrze zrozumiane", mówi neurobiolog Richard Baines z Uniwersytetu w Manchesterze.
Magnetorecepcja może brzmieć dla nas jak magia, ale wiele ryb, płazów, gadów, ptaków i innych ssaków w naturze może wyczuwać przyciąganie pola magnetycznego Ziemi i używać go do nawigacji w przestrzeni.
W latach 60. XX wieku naukowcy wykazali, że bakterie mogą wyczuwać pola magnetyczne i orientować się względem tych pól; w latach 70. stwierdziliśmy, że niektóre ptaki i ryby podążają za magnetycznym polem Ziemi podczas migracji.
Nawet do tej pory, jednak, nadal nie wiadomo, jak wiele zwierząt osiąga te niesamowite wyczyny nawigacji.
W latach 70. naukowcy sugerowali, że ten magnetyczny zmysł kompasowy mógł obejmować pary rodnikowe, czyli cząsteczki z niesparowanymi elektronami w zewnętrznych powłokach, które tworzą parę splątanych elektronów, których spiny są zmieniane przez magnetyczne pole Ziemi.
Dwadzieścia dwa lata później, główny autor tego badania był współautorem nowego artykułu, proponując konkretną cząsteczkę, w której mogą powstawać pary rodnikowe.
Ta cząsteczka – receptor w siatkówce migrujących ptaków zwany kryptochromem – może wyczuwać światło i magnetyzm oraz wydaje się działać poprzez splątanie kwantowe.
W uproszczeniu, gdy kryptochrom pochłania światło, energia uruchamia jeden z jego elektronów, zmuszając go do zajęcia jednego z dwóch stanów spinowych, z których każdy różnie wpływa na geomagnetyczne pole Ziemi.
Kryptochromy były przez dwie dekady czołowym wyjaśnieniem tego, jak zwierzęta wyczuwają pola magnetyczne, ale teraz badacze z Uniwersytetów w Manchesterze i Leicester zidentyfikowali innego kandydata.
Manipulując genami muchy owocówki, zespół odkrył, że cząsteczka zwana Flawiną Adeniną Dinukleotydem (FAD), która zwykle tworzy parę rodnikową z kryptochromami, jest w rzeczywistości samym magnetoreceptorem.
Ta podstawowa cząsteczka występuje w różnych stężeniach we wszystkich komórkach, a im wyższe jej stężenie, tym bardziej prawdopodobne jest, że przekazuje wrażliwość na pole magnetyczne, nawet gdy brakuje kryptochromów.
Na przykład u muchy, gdy FAD jest stymulowany przez światło, generuje parę rodnikowych elektronów, które są wrażliwe na pola magnetyczne.
Jednak gdy obok FAD występują kryptochromy, wrażliwość komórek na pola magnetyczne wzrasta.
Wyniki sugerują, że kryptochromy nie są tak niezbędne, jak sądziliśmy, dla magnetorecepcji.
"Jednym z naszych najbardziej zaskakujących odkryć, które kłócą się z obecnym stanem wiedzy, jest to, że komórki nadal "wyczuwają" pola magnetyczne, gdy obecny jest tylko bardzo mały fragment kryptochromu", wyjaśnia neurobiolog z Uniwersytetu w Manchesterze Adam Bradlaugh.
"To pokazuje, że komórki mogą, przynajmniej w warunkach laboratoryjnych, wyczuwać pola magnetyczne w inny sposób."
Odkrycie to może pomóc wyjaśnić, dlaczego ludzkie komórki wykazują wrażliwość na pola magnetyczne w laboratorium. Forma kryptochromu obecna w komórkach siatkówki naszego gatunku okazała się zdolna do magnetorecepcji na poziomie molekularnym, gdy została wyrażona u owoców muchy.
Jednak nie oznacza to, że ludzie wykorzystują tę funkcję, ani nie ma dowodów na to, że kryptochrom prowadzi nasze komórki do ustawienia się wzdłuż pól magnetycznych w laboratorium.
Być może powodem jest FAD.
Mimo że ludzkie komórki wykazują wrażliwość na magnetyczne pole Ziemi, nie mamy świadomego poczucia tej siły. Być może dlatego, że nie mamy żadnych wspomagających kryptochromów.
"To badanie może ostatecznie pozwolić nam lepiej docenić wpływ, jaki narażenie na pola magnetyczne może potencjalnie mieć na ludzi", mówi biolog genetyki Ezio Rosato z Uniwersytetu w Leicester.
"Ponadto, ponieważ FAD i inne składniki tych molekularnych maszyn występują w wielu komórkach, to nowe zrozumienie może otworzyć nowe obszary badań nad wykorzystaniem pól magnetycznych do manipulowania aktywacją genów docelowych. Uważa się to za święty graal jako narzędzie eksperymentalne i być może ostatecznie do zastosowań klinicznych."
Opiekun czterech kotów i dwóch psów. W zoologii od kilkunastu lat. Administrator licznych stron i grup internetowych zajmujących się zoologią. Nałogowo szkoli się w temacie opieki i żywienia zwierząt.
Dostawa w 3h!
Zainstaluj nasza aplikację - zamów z dostawą do domu tego samego dnia.
W aplikacji znajdziesz również przydatne rzeczy, w tym listę aktualnie pracujacych lekarzy weterynarii w Szczecinie.
