«Βρέθηκε», έπειτα από δεκαετίες αναζήτησης, η βιολογική πυξίδα των πτηνών

Το 1882, ο γάλλος ζωολόγος Καλί Βιγκιέ πρότεινε τη θεωρία ότι τα πτηνά και άλλα ζώα μπορούν να αντιλαμβάνονται το μαγνητικό πεδίο της Γης ανιχνεύοντας ανεπαίσθητα ηλεκτρικά σήματα που παράγονται στα αφτιά τους. Η ικανότητα αρκετών μεταναστευτικών ζώων να προσανατολίζονται με κάποιου είδους βιολογική πυξίδα έχει έκτοτε επιβεβαιωθεί, όμως ο μηχανισμός που πρότεινε ο Βιγκέ πέρασε στη βιβλιογραφική λήθη και έδωσε τη θέση του σε άλλες υποθέσεις.

Και τώρα, ξαφνικά, επανέρχεται.

Μελέτη που δημοσιεύεται στο Science δείχνει ότι τα περιστέρια όντως αντιλαμβάνονται το μαγνητικό με τα αφτιά, και συγκεκριμένα με τους ημικύκλιους σωλήνες του λαβυρίνθου, μια δομή γεμάτη υγρό που ανιχνεύει επιταχύνσεις και προσφέρει έτσι αίσθηση της κίνησης και της ισορροπίας. Η μετατόπιση του υγρού μέσα στους σωλήνες ενεργοποιεί μικροσκοπικά τριχίδια που στέλνουν σήματα στον εγκέφαλο. Και, επειδή οι τρεις σωλήνες είναι κάθετοι ο ένας στον άλλο, τα σήματα δίνουν πληροφορίες για την κίνηση κατά μήκος, κατά πλάτος, και κατά ύψος.

Όπως αποκαλύπτει η νέα μελέτη, το μαγνητικό πεδίο γίνεται αντιληπτό με παρόμοιο μηχανισμό. Καθώς τα πτηνά κινούν το κεφάλι, το μαγνητικό πεδίο δημιουργεί επαγωγικά ηλεκτρικά ρεύματα στο υγρό του λαβυρίνθου, τα οποία ανιχνεύονται από ειδικά τριχίδια με μαγνητικές ιδιότητες.

Μαγνητικά πειράματα

Η μελέτη ξεκίνησε αντλώντας έμπνευση από τους καρχαρίες και τα σαλάχια, τα οποία αντιλαμβάνονται τα ασθενή ηλεκτρικά σήματα της λείας τους μέσω κυτταρικών υποδοχέων που αντιδρούν σε αλλαγές της τάσης. Οι ερευνητές αναρωτήθηκαν αν παρόμοιοι πρωτεϊνικοί υποδοχείς υπάρχουν και στο αφτί των πτηνών. Σε ένα από τα πειράματα της μελέτης, απομόνωσαν και εξέτασαν μεμονωμένα τριχίδια των ημικύκλιων σωλήνων, στα οποία πράγματι ανίχνευσαν πρωτεΐνες που αντιδρούν στα ηλεκτρικά ρεύματα.

Σε ένα δεύτερο πείραμα, οι ερευνητές ακινητοποίησαν περιστέρια σε έναν θάλαμο με μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Στη συνέχεια θανάτωσαν τα πειραματώζα και χρησιμοποίησαν ένα αντίσωμα για να εντοπίσουν τους νευρώνες του εγκεφάλου που είχαν ενεργοποιηθεί πρόσφατα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το μαγνητικό πεδίο όντως ενεργοποιεί περιοχές του εγκεφάλου που δέχονται σήματα από τους ημικύκλιους σωλήνες, κάτι που δεν καταγράφηκε σε ακινητοποιημένα περιστέρια που δεν εκτέθηκαν σε μαγνητικό πεδίο.

Ένα άλλο σημαντικό εύρημα είναι ότι ο εγκέφαλος των περιστεριών λάμβανε μαγνητικά σήματα ακόμα και στο σκοτάδι, κάτι που διαψεύδει μια άλλη δημοφιλή θεωρία, σύμφωνα με την οποία η βιολογική πυξίδα των πτηνών βρίσκεται στα μάτια. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, το μαγνητικό πεδίο επηρεάζει το κβαντικό σπιν εξειδικευμένων υποδοχέων στον αμφιβληστροειδή, επιτρέποντας έτσι στο ζώο να «βλέπει» το πεδίο.

Παρόλα αυτά, η μελέτη δεν αρκεί για να διαψεύσει μια δεύτερη γνωστή θεωρία, σύμφωνα με την οποία τα πτηνά φέρουν στο ράμφος τους μικροσκοπικούς κρυστάλλους από σίδηρο που περιστρέφονται λόγω του μαγνητικού πεδίου και λειτουργούν ως πυξίδα. Η εξήγηση αυτή δείχνει πλέον λιγότερο πιθανή, αν και οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι τα πτηνά ή άλλα ζώα μπορεί να διαθέτουν πάνω από μία μαγνητικές πυξίδες.

Ανεξάρτητοι ειδικοί σχολίασαν ότι η μελέτη προσφέρει τα πιο πειστικά μέχρι σήμερα ευρήματα για την αντίληψη του μαγνητικού πεδίου σε οποιοδήποτε ζώο. Μελλοντικές έρευνες μένει να δείξουν πώς λειτουργεί η μαγνητική πυξίδα των θαλάσσιων χελωνών και κάποιων μεταναστευτικών εντόμων.