به گزارش مجله خبری نگار،یافتههای جدید نشان میدهد که دریافت کنندههای مغناطیسی (magnetoreception) میتواند در قلمرو حیوانات بسیار رایجتر از آنچه تاکنون تصور میکردیم باشد.
اگر حق با محققین باشد، ممکن است این یک ویژگی باستانی شگفتانگیز باشد که تقریباً در همه موجودات زنده، با توانایی متفاوت مشترک است.
هر حیوانی روی زمین ممکن است ماشینهای مولکولی را برای حس کردن میدانهای مغناطیسی در خود جای دهد، حتی موجوداتی که با استفاده از این حس ششم مرموز حرکت یا مهاجرت نمیکنند.
دانشمندانی که روی مگسهای میوه کار میکنند، اکنون یک مولکول را در همه سلولهای زنده شناسایی کردهاند که اگر به اندازه کافی وجود داشته باشد یا مولکولهای دیگر به آن کمک کنند، میتواند به حساسیت مغناطیسی پاسخ دهد.
این بدان معنا نیست که همه حیوانات یا گیاهان میتوانند به طور فعال میدانهای مغناطیسی را حس کرده و دنبال کنند، اما همچنین نشان میدهد که ممکن است همه سلولهای زنده، از جمله سلولهای ما این توانایی را داشته باشند.
ریچارد بینز، عصبشناس از دانشگاه منچستر، میگوید: اینکه ما چگونه دنیای بیرونی را حس میکنیم، از بینایی، شنوایی گرفته تا لمس، چشیدن و بویایی، به خوبی درک شده است.
اما در مقابل، اینکه کدام حیوانات میتوانند میدان مغناطیسی را حس کنند و چگونه به آن واکنش نشان میدهند ناشناخته باقی مانده است. این مطالعه پیشرفتهای قابل توجهی در درک چگونگی حس و واکنش حیوانات به میدانهای مغناطیسی که یک میدان بسیار فعال و بحث برانگیز خارجی داشته است.
دریافت مغناطیسی ممکن است برای ما مانند جادو به نظر برسد، اما بسیاری از ماهی ها، دوزیستان، خزندگان، پرندگان و سایر پستانداران در طبیعت میتوانند کشش میدان مغناطیسی زمین را حس کرده و از آن برای حرکت در فضا استفاده کنند.
از آنجایی که این نیرو اساساً برای گونه ما نامرئی است، مدت زمان قابل توجهی طول کشید تا دانشمندان متوجه آن شوند.
فقط در دهه ۱۹۶۰ دانشمندان نشان دادند که باکتریها میتوانند میدانهای مغناطیسی را حس کنند و خود را در جهت این میدانها هماهنگ کنند. در دهه ۱۹۷۰ متوجه شدیم که برخی از پرندگان و ماهیها هنگام مهاجرت از میدان مغناطیسی زمین پیروی میکنند.
با این حال، حتی تا به امروز، هنوز مشخص نیست که چگونه بسیاری از حیوانات به این شاهکارهای باورنکردنی ناوبری دست مییابند.
بیست و دو سال بعد، نویسنده اصلی آن مطالعه مقاله جدیدی را ارائه کرد که مولکول خاصی را پیشنهاد میکرد که در آن جفتهای رادیکال میتوانستند تشکیل شوند.
این مولکول (گیرندهای در شبکیه چشم پرندگان مهاجر به نام کریپتوکروم) میتواند نور و مغناطیس را حس کند و به نظر میرسد که از طریق درهم تنیدگی کوانتومی کار میکند.
در اصطلاح اولیه، زمانی که یک کریپتوکروم نور را جذب میکند، این انرژی یکی از الکترونهای آن را تحریک میکند و آن را به سمت اشغال یکی از دو حالت چرخشی سوق میدهد که هر کدام به طور متفاوتی تحت تأثیر میدان ژئومغناطیسی زمین هستند.
کریپتوکرومها توضیح اصلی برای چگونگی حس کردن میدانهای مغناطیسی توسط حیوانات برای دو دهه بوده اند، اما اکنون محققان دانشگاههای منچستر و لستر نامزد دیگری را شناسایی کرده اند.
این تیم با دستکاری ژنهای مگسهای میوه دریافتند که مولکولی به نام فلاوین آدنین دی نوکلئوتید (FAD) که معمولاً یک جفت رادیکال را با کریپتوکرومها تشکیل میدهد، در واقع به خودی خود یک گیرنده مغناطیسی است.
این مولکول اساسی در سطوح مختلف در همه سلولها یافت میشود و هر چه غلظت آن بیشتر باشد، احتمال ایجاد حساسیت مغناطیسی بیشتر میشود، حتی زمانی که کریپتوکروم وجود ندارد.
برای مثال، در مگسهای میوه، وقتی FAD توسط نور تحریک میشود، یک جفت الکترون رادیکالی تولید میکند که به میدانهای مغناطیسی پاسخ میدهند.
با این حال، هنگامی که کریپتوکرومها در کنار FADها وجود دارند، حساسیت سلول به میدانهای مغناطیسی افزایش مییابد.
یافتهها نشان میدهد که کریپتوکرومها آنقدر که ما فکر میکردیم برای دریافت مغناطیسی ضروری نیستند.
آدام برادلاو، عصب شناس دانشگاه منچستر، توضیح میدهد: یکی از بارزترین یافتههای ما، که در تضاد با درک کنونی است بیان میکند زمانی که تنها یک قطعه بسیار کوچک از کریپتوکروم وجود داشته باشد، سلولها به “حس” میدانهای مغناطیسی ادامه میدهند.
این نشان میدهد که سلولها میتوانند، حداقل در آزمایشگاه، میدانهای مغناطیسی را از راههای دیگر حس کنند.
این کشف میتواند توضیح دهد که چرا سلولهای انسانی در آزمایشگاه به میدانهای مغناطیسی حساسیت نشان میدهند. شکل کریپتوکروم موجود در سلولهای شبکیه گونه ما، زمانی که در مگسهای میوه بیان میشود، قادر به دریافت مغناطیسی در سطح مولکولی است.
با این حال، این بدان معنا نیست که انسانها از این عملکرد استفاده میکنند، همچنین شواهدی وجود ندارد که کریپتوکرومی که سلولهای ما را هدایت میکند در شرایط آزمایشگاهی در امتداد میدانهای مغناطیسی قرار میگرد.
حتی اگر سلولهای انسانی نسبت به میدان مغناطیسی زمین حساسیت نشان میدهند، ما حس آگاهانهای از این نیرو نداریم. شاید به این دلیل است که ما هیچ کمکی برای کریپتوکروم نداریم.
اتزیو روزاتو، زیست شناس ژنتیکی از دانشگاه لستر، میگوید: این مطالعه در نهایت به ما امکان میدهد تا اثراتی را که قرار گرفتن در معرض میدان مغناطیسی ممکن است به صورت بالقوه بر انسان داشته باشد، درک کنیم.
علاوه بر این، از آنجایی که FAD و سایر اجزای این ماشینهای مولکولی در سلولهای بسیاری یافت میشوند، این درک جدید ممکن است راههای جدیدی برای تحقیق برای استفاده از میدانهای مغناطیسی برای فعالسازی ژنهای هدف باز کند. این کشف علمی به عنوان یک ابزار آزمایشی و احتمالاً در نهایت برای استفاده بالینی در نظر گرفته میشود.