يمكن لكل حيوان على وجه الأرض أن يأوي الآلات الجزيئية لاستشعار الحقول المغناطيسية ، حتى الكائنات الحية التي لا تتنقل أو تهاجر باستخدام هذه “الحاسة السادسة” الغامضة.
حدد العلماء الذين يعملون على ذباب الفاكهة جزيءًا في كل مكان في جميع الخلايا الحية يمكنه الاستجابة للحساسية المغناطيسية إذا كان موجودًا بكميات كبيرة بما يكفي أو إذا كانت الجزيئات الأخرى تساعده.
تشير النتائج الجديدة إلى أن الاستقبال المغناطيسي قد يكون أكثر شيوعًا في المملكة الحيوانية مما كنا نتخيله. إذا كان الباحثون على حق ، فقد تكون سمة قديمة بشكل مدهش تتقاسمها جميع الكائنات الحية تقريبًا ، وإن كان ذلك بقوى مختلفة.
هذا لا يعني أن جميع الحيوانات أو النباتات يمكنها استشعار الحقول المغناطيسية وتتبعها بفاعلية ، لكنه يشير إلى أن جميع الخلايا الحية يمكنها ذلك ، بما في ذلك خلايانا.
“الطريقة التي ندرك بها العالم الخارجي ، من البصر والسمع إلى اللمس والتذوق والشم ، مفهومة جيدًا ،” قال عالم الأعصاب ريتشارد بينز من جامعة مانشستر.
“ولكن من ناحية أخرى ، ما الذي يمكن للحيوانات أن تشعر به وكيف تتفاعل مع المجال المغناطيسي لا يزال غير معروف. لقد أحرزت هذه الدراسة تقدمًا كبيرًا في فهم كيفية اكتشاف الحيوانات للمجالات المغناطيسية الخارجية والتفاعل معها – وهو مجال نشط للغاية ومتنازع عليه.”
المغناطيسية قد يبدو الأمر كالسحر بالنسبة لنا ، لكن العديد من الأسماك والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات الأخرى في البرية يمكن أن تستشعر المجال المغناطيسي للأرض وتستخدمه للتنقل عبر الفضاء.
نظرًا لأن هذه القوة غير مرئية بشكل أساسي لجنسنا البشري ، فقد استغرق العلماء وقتًا طويلاً لملاحظة ذلك.
فقط في الستينيات هل أظهر العلماء أن البكتيريا يمكنها استشعار المجالات المغناطيسية وتوجيه نفسها فيما يتعلق بهذه المجالات ؛ في السبعينيات ، اكتشفنا أن بعض الطيور والأسماك اتبعت المجال المغناطيسي للأرض أثناء هجرتها.
ومع ذلك ، حتى يومنا هذا ، لا يزال من غير الواضح كيف تحقق العديد من الحيوانات مآثر الملاحة المذهلة هذه.
في 1970s ، العلماء مقترح أن حاسة البوصلة المغناطيسية هذه يمكن أن تتضمن أزواجًا جذرية ، وهي جزيئات ذات إلكترونات غلاف خارجي غير متزاوجة تشكل زوجًا من الإلكترونات المتشابكة يتم تغيير دورانها بواسطة المجال المغناطيسي للأرض.
بعد اثنين وعشرين عاما ، المؤلف الرئيسي لهذه الدراسة مؤلف مشارك لمقال جديد اقترح جزيءًا محددًا يمكن أن تتشكل فيه أزواج الجذور.
يمكن لهذا الجزيء – وهو مستقبل في شبكية عين الطيور المهاجرة يسمى الكريبتوكروم – اكتشاف الضوء والمغناطيسية ، ويبدو أنه يعمل من خلال التشابك الكمومي.
ببساطة ، عندما يمتص الكريبتوكروم الضوء ، تحفز الطاقة أحد إلكتروناته ، مما يتسبب في احتلال إحدى حالتين دوران ، تتأثر كل منهما بشكل مختلف بالمجال المغنطيسي الأرضي.
كانت الكريبتوكروميات تفسيرًا رائدًا لكيفية اكتشاف الحيوانات للمجالات المغناطيسية لمدة عقدين من الزمن ، ولكن الآن حدد باحثون من جامعتي مانشستر وليستر مرشحًا آخر.
من خلال التلاعب بجينات ذبابة الفاكهة ، اكتشف الفريق أن الجزيء المسمى Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) ، والذي عادة ما يشكل زوجًا جذريًا مع cryptochromes ، هو في الواقع مستقبل مغناطيسي في حد ذاته.
تم العثور على هذا الجزيء الأساسي في مستويات مختلفة في جميع الخلايا ، وكلما زاد التركيز ، زادت احتمالية منحه حساسية مغناطيسية ، حتى في حالة عدم وجود الكريبتوكروم.
في ذباب الفاكهة ، على سبيل المثال ، عندما يتم تحفيز FAD بالضوء ، فإنه يولد زوجًا جذريًا من الإلكترونات التي تستجيب للمجالات المغناطيسية.
ومع ذلك ، عندما تتواجد الكريبتوكروميات جنبًا إلى جنب مع FADs ، تزداد حساسية الخلية للحقول المغناطيسية.
تشير النتائج إلى أن الكريبتوكرومات ليست ضرورية كما كنا نظن للاستقبال المغناطيسي.
“واحدة من أكثر النتائج المذهلة التي توصلنا إليها ، والتي تتعارض مع الفهم الحالي ، هي أن الخلايا تستمر في” استشعار “المجالات المغناطيسية عند وجود جزء صغير جدًا من الكريبتوكروم ،” يشرح آدم برادلو ، عالم الأعصاب بجامعة مانشستر.
“هذا يدل على أن الخلايا تستطيع ، على الأقل في المختبر ، اكتشاف المجالات المغناطيسية بطرق أخرى.”
يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف في تفسير سبب إظهار الخلايا البشرية حساسية للمجالات المغناطيسية في المختبر. شكل الكريبتوكروم موجودة في خلايا شبكية العين من جنسنا البشري لقد ثبت أنه قادر على استقبال مغناطيسي على المستوى الجزيئي عند التعبير عنه في ذباب الفاكهة.
ومع ذلك ، هذا لا يعني أن البشر يستخدمون هذه الوظيفة ، ولا يوجد دليل على أن الكريبتوكروم يوجه خلايانا لمحاذاة الحقول المغناطيسية في المختبر.
ربما يكون FAD هو السبب.
على الرغم من أن الخلايا البشرية تُظهر حساسية تجاه المجال المغناطيسي للأرض ، إلا أننا لا نملك إحساسًا واعيًا بهذه القوة. ربما يرجع السبب في ذلك إلى عدم توفر دعم لـ cryptochrome.
“قد تسمح لنا هذه الدراسة في النهاية بتقدير أفضل للتأثيرات التي يمكن أن يحدثها التعرض للمجالات المغناطيسية على البشر ،” قال عالم الأحياء الوراثية إزيو روساتو من جامعة ليستر.
“علاوة على ذلك ، نظرًا لوجود FAD والمكونات الأخرى لهذه الآلات الجزيئية في العديد من الخلايا ، فإن هذا الفهم الجديد قد يفتح طرقًا جديدة للبحث في استخدام الحقول المغناطيسية للتلاعب بتنشيط الجينات المستهدفة. ويعتبر هذا بمثابة الكأس المقدسة كأداة تجريبية وربما في النهاية للاستخدام السريري “.
تم نشر الدراسة في طبيعة.
