Czy odkryto biologiczny kompas, który pomaga ptakom znaleźć drogę na południe?

Chińscy naukowcy ogłosili, że znaleźli w zwierzęcym DNA biologiczny kompas! Badając komórki muszek owocówka odkryli kompleks protein w kształcie pręcika, które mogą dostosowywać się do pola magnetycznego ziemi!

Biokompas składający się z białek, występuje w podobnych formach również u innych gatunków zwierząt żyjących na ziemi oraz u ludzi. Odkrycie może dostarczyć odpowiedzi na jedną z największych zagadek przyrody – w jaki sposób zwierzęta i patki wyczuwają pole magnetyczne?

Może stanowić również ważny krok w badaniach nad kontrolą komórek za pomocą magnetyzmu. Odkrycie zostało dokonane przez naukowców z Uniwersytetu w Pekinie.

Chiński zespół poza stwierdzeniem, że proteiny biokompasu występują w komórkach nie wyjaśnił na razie, w jaki sposób one dokładnie działają – jak wyczuwają pole magnetyczne.

„To bardzo niezwykłe odkrycie komentuje” David Keays z Instytutu Patologi Molekularnej w Wiedniu – „to może być bardzo ważna praca lub kompletny błąd. Obawiam się, że bardziej prawdopodobne jest to drugie”.

Wiele organizmów żyjących na ziemi – począwszy od motyli, termitów aż po gołębie – używa pola magnetycznego ziemi do nawigacji i orientacji w przestrzeni. Jednak molekularny mechanizm stojący za tą umiejętnością, określaną jako magneto-odbiór, pozostaje niejasny.

Niektórzy badacze wskazują na wrażliwe magnetycznie białka zwane kryptochromami. Muszki owocówki pozbawione tej proteiny tracą też wrażliwość na pole magnetyczne.

„Jednak ten rodzaj białek nie jest w stanie samodzielnie działać jako kompas, ponieważ białka nie mogą wyczuwać polaryzacji pola magnetycznego” (czyli zorientowania względem kierunków północ-południe) wyjaśnia szef chińskiego zespołu badawczego Xie Can.

Inni sugerują, że to minerały na bazie żelaza mogą być odpowiedzialne za orientację. Przykładowo magnetyt, forma tlenku żelaza, została odnaleziona w komórkach dzioba gołębia. Jednak badania wskazują, że magnetyt nie odgrywa żadnej roli w pracy magentoreceptorów u tego ptaka.

Doktor Xie twierdzi natomiast, że odnalezione przez niego w muszkach owocówkach białko wiąże się zarówno z żelazem jak i kryptochromami. Za pomocą mikroskopu elektronowego zespół zaobserwował wiązkę tych proteinowych pręcików orientujących się względem słabego pola magnetycznego – podobnie jak igła w kompasie.

Jeśli odkrycia się potwierdzą otworzy to nowe możliwości wpływania za pomocą pola magnetycznego na pracę komórek.

W ciągu ostatnich dekad naukowcom udało się opanować światłoczułą zdolność niektórych protein do manipulowania neuronami. Dokonuje się tego zwykle za pomocą wprowadzenia światłowodowego kabla bezpośrednio do mózgu.

Wykorzystanie sił magnetycznych do manipulowania komórkami mogłoby natomiast odbywać się bezinwazyjnie – na zewnątrz mózgu. Podjęto już pierwsze próby takiego wykorzystania sił magnetycznych, na razie na przykładzie neuronów robaków.

W środowisku naukowym nie brakuje sceptyków, którzy podkreślają, że do dostarczenia niezbitych dowodów na słuszność odkrycia, konieczne jest przeprowadzenie większej ilości eksperymentów. Brak precyzyjnego określenia, w jaki sposób białka wyczuwają magnetyzm oraz jak sygnał jest przetwarzany przez nasz mózg, każe naukowcom wstrzymać się przed uznaniem odkrycia.