پرندگان میدان مغناطیسی زمین را می‌بینند!

قرن‌ها تصور می‌شد پرندگان مهاجر از خورشید، ماه و ستارگان برای یافتن مسیر حرکت و رسیدن به مناطق گرمسیری استفاده می‌کنند؛ اما مطالعه روی سینه‌سرخ‌ها نشان می‌دهد فرایند مهاجرت بسیار‌پیچیده است و میدان مغناطیسی زمین همراه با فعل‌و‌انفعالات شیمیایی در بدن پرندگان که موجب ردیابی طیف سبز-آبی می‌شود، تنها بخشی از این حس ناشناخته را تشکیل می‌دهند.

به گزارش نیوساینتیست، اولین‌بار در سال‌های دهه 60 میلادی/ 50 شمسی بود که مطالعه روی سینه‌سرخ‌های در قفس، نشان داد با تغییر فصل ناآرام می‌شوند و قفس را همراه با خودشان همیشه به مسیر ثابتی می‌کشانند. اتاق تاریک بود و هانس فروم، تنها عامل تلاش این پرندگان را برای مهاجرت خاصیت مغناطیسى زمین فرض کرد. او مانند تعدادی از زیست‌شناسان قرن نوزدهم احتمال می‌داد این پرندگان از یک قطب‌نمای داخلی برای مهاجرت استفاده می‌کنند ولی نتوانست این فرضیه را اثبات کند.

نزدیک به 10 سال بعد ولفگانگ ویلستکو، جانورشناس نشان داد اگر سینه‌سرخ‌های درون قفس در معرض میدان مغناطیسی قوی قرار بگیرند، مسیر حرکت را تغییر خواهند داد. این جهت‌یابی منحصر به پرندگان نیست، 4 دهه مطالعات ویلستکو و همسرش در دانشگاه فرانکفورت، آلمان نشان می‌دهد بسیاری از جانداران از سوسک‌ها گرفته تا خفاش‌ها و موش‌ها برای جایجایی از میدان مغناطیسى زمین کمک می‌گیرند.

اولین نشانه‌ها از وجود گیرنده‌های مغناطیسی در سال 1975 از باکتری‌های بی‌هوازی و ساکن دریا به دست آمد که با کمک بلورهایی حاوی زنجیره آهن که درون سیتوپلاسم آنها وجود داشت، از منطقه حاوی اکسیژن به سمت اعماق حرکت می‌کردند. زمانی که زنجیره آهنی این باکتری‌ها تحت اثر میدان مغناطیسی زمین رو به بالا قرار می‌گرفت، قطب‌نمای داخلی آنها می‌دانست که دارند به سمت اعماق دریا حرکت می‌کنند.

در پرندگان، اولین‌بار محققان این بلورهاى مغناطیسى را در کبوترهاى نامه‌بر کشف کردند. تعداد زیادی گلوله کوچک سرشار از آهن درون پایانه‌هاى عصبى موجود در پوست داخلی منقار بالایی این پرندگان وجود داشت. وجود این ساختارهای آهنی در سینه‌سرخ‌ها، چکاوک و حتی مرغ خانگی که همگی از اجداد مشترکی منشعب شده‌اند نیز اثبات شده است.

بیوشیمی و رادیکال‌ها

همزمان با تحقیق روی ساختارهای تشکیل‌شده از آهن، محققان به کشف دیگری که مرتبط با نور و اثر نیروی مغناطیسی روی فعل‌و‌انفعالات شیمیایی در بدن بود، دست یافتند. تابش نور می‌تواند رادیکال‌های آزاد را ایجاد کند و میدان مغناطیسى قادرست اسپین یا جهت چرخش جفت رادیکال‌ها را تغییر دهد. در نتیجه سرعت فعل‌و‌انفعال‌های شیمیایی که بخشی از آنها را رادیکال‌های آزاد به عهده دارند، تغییر خواهد کرد.

تشکیل این جفت الکترون رادیکال به نور نیاز دارد و اولین حدس محققان این بود که باید این فرایند در چشم‌های پرنده صورت بگیرد. از سوی دیگر هیچ ماده شناخته‌شده‌ای در چشم برای این کار وجود نداشت. بیش از 2 دهه طول کشید تا نیاز پرندگان به طیف نوری سبز-آبی برای مهاجرت و وجود Cryptochrome -نوعی گیرنده نوری در گیاهان وجانوران - توانست این معمای پیچیده را حل کند.

این پروتئین که نقش آن در تنظیم ساعت بیولوژیک بسیاری از جانداران اثبات شده، در واکنش به نور آبی-سبز یکی از الکترون‌هایش را به مولکول کوچکتری به نام FAD انتقال می‌دهد تا این جفت الکترون را ایجاد کند. نکته جالب‌توجه اینجاست که این گیرنده تنها در چشم راست سینه‌سرخ‌ها کشف شده و با بستن این چشم می‌توان قدرت رؤیت امواج مغناطیسی و توانایی مهاجرت را از آنها گرفت.

محبوبه عمیدی