A madarak navigálása mögötti rejtély úgy tűnik, végül megoldódik. Nincs mágneses iránytűjük, van azonban egy újonnan felfedezett fehérje a szemükben, amely lehetővé teszi számukra, hogy "láthassák" a Föld mágneses mezőit.
Ezek az eredmények két új tanulmányból származnak - az egyik a vöröbegyeket, a másik a zebrapintyeket vizsgálta.
A szemükben található fehérjét Cry4-nek hívják, ami a kriptokróm proteinek egy csoportjába tartozik, amelyek a kék fényre érzékeny fotoreceptorokban találhatók mind a növények, mind az állatok esetében. Ezek a fehérjék szerepet játszanak a cirkadián ritmusuk szabályozásában is.
Az utóbbi években bizonyítékok kerültek napvilágra arra vonatkozóan, hogy a madarak szemében lévő kriptokrómok felelősek a mágneses mezők észleléséért és a tájékozódásért, amit magnetorecepciónak is neveznek.
Tudjuk, hogy a madarak csak akkor képesek érzékelni a mágneses mezőket, ha bizonyos hullámhosszú fények állnak rendelkezésre - konkrétan a tanulmányok kimutatták, hogy a madarak magnetorecepciója úgy tűnik, hogy a kék fénytől függ.
Ez úgy tűnik megerősíti, hogy ez egy vizuális mechanizmus, amely a kriptokrómokon alapul, amely a kvantum-koherencia miatt képes kimutatni a mágneses mezőket.
Hogy több bizonyítékot találjanak ezekre a kriptokrómokra, két biológus csapat állt munkába. A Svédországi Lund Egyetem kutatói zebrapintyeket tanulmányoztak, a németországi Oldenburg-i Carl von Ossietzky Egyetem kutatói európai vörösbegyeket vizsgáltak. (1)(2)
A Lund Egyetem csapata három kriptokróm, a Cry1, Cry2 és Cry4 génexpresszióját mérte a zebrapintyek agyában, izmaiban és szemében. Hipotézisük az volt, hogy a magnetorecepcióhoz kapcsolódó kriptokrómoknak állandóan fenn kell tartaniuk az érzékelést a cirkadián nap során.
Úgy találták, hogy a cirkadiánóra-géneknek megfelelően a Cry1 és a Cry2 napi ingadozást mutatott - bár a Cry4 állandó szinten fejeződött ki, ami a magnetorecepció legvalószínűbb jelöltje.
Ezt a megállapítást a vörösbegy tanulmány is alátámasztotta, amely ugyanezt találta.
"Azt is megállapítottuk, hogy a Cry1a, Cry1b és Cry2 mRNS robusztus cirkadián oszcillációs mintákat mutat, míg a Cry4 esetében csak gyenge cirkadián oszcilláció figyelhető meg," - írják a kutatók.
Ezen kívül még néhány érdekes felfedezést is tettek. Az első az, hogy a Cry4 a retina egy olyan régiójában csoportosul, amely sok fényt kap - aminek a fényfüggő magnetorecepció szempontjából van értelme.
Azonban mindkét kutatócsoport figyelmeztet arra, hogy további kutatásokra van szükség, mielőtt a Cry4-et a magnetorecepcióért felelős proteinnek lehetne nyilvánítani.
A bizonyítékok erősek, de nem véglegesek, és mind a Cry1, mind a Cry2 szerepet játszik a magnetorecepcióban, az előbbi a kerti poszáták, az utóbbi a gyümölcslegyek esetében.
A nem működő Cry4-el rendelkező madarak megfigyelése segíthet megerősíteni az általa játszott szerepet, míg más tanulmányokra lesz szükség a Cry1 szerepének feltérképezéséhez.
Tehát akkor mit lát egy madár? Nos, soha nem tudhatjuk, hogy a világ hogyan néz ki más fajok szemén keresztül, de nagyjából kitalálhatjuk.
Az Illinois Urbana-Champaign Egyetem elméleti és számítástechnikai biofizikai csoportja szerint, amelynek Klaus Schulten az egyik kutatója, 1978-ban először jósolta meg a magnetoreceptív kriptokrómokat, amelyek mágneses mező "szűrőként" működnek a madarak látásában - lásd az alábbi képen.
(1) - http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/15/140/20180058
(2) - http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(17)3
(3) - https://www.sciencealert.com/birds-see-magnetic-fields-crypto