چشم پرندگان می‌تواند میدان‌ مغناطیسی زمین را ببیند

سرانجام معمای چگونگی مسیریابی پرندگان هم حل شد. پرندگان مسیر خود را به‌ دلیل وجود آهن در منقار خود پیدا نمی‌کنند؛ بلکه کشف جدید نشان داد که چشم‌های پرندگان به آن‌ها اجازه می‌دهد میدان‌ مغناطیسی زمین را ببینند. این یافته‌ حاصل نتایج دو مقاله‌ی اخیر است که یکی در خصوص پرنده‌ی سینه‌سرخ و دیگری درباره‌ی سهره‌ی گوره‌خری (فنچ راه‌راه) انجام شد.

در چشم پرندگان پروتئینی به نام کرای۴ (Cry4) وجود دارد که جزوه گروه کریپتوکروم‌ها است. کریپتوکروم‌ گیرنده‌ی حساس به نور آبی است که در دیگر گونه‌های گیاهی و جانوری هم مشاهده می‌شود. این پروتئین نقش مهمی در تنظیم ریتم‌های روزانه ایفا می‌کند.

پرندگان می‌توانند تنها بعضی از میدان‌های مغناطیسی را شناسایی کنند که این موضوع بستگی به طول موج‌های خاصی دارد. مطالعات نشان داده‌اند که خاصیت گیرندگی مغناطیسی در پرندگان به نور آبی بستگی دارد. به نظر می‌رسد که این مکانیزم از نوع بصری باشد که بر اساس کریپتوکروم‌ها شکل گرفته است؛ از این رو کریپتوکروم‌ها می‌توانند میدان‌های مغناطیسی را به دلیل انسجام کوانتومی شناسایی کنند.

به‌منظور پیدا کردن سرنخ‌های بیشتر در خصوص کرپیتوکروم‌ها، دو گروه زیست‌شناسی از پژوهشگران دانشگاه لوند در سوئد و پژوهشگران دانشگاه کارل فون در اولدنبورگ آلمان، شروع به بررسی موضوع کردند. تیم سوئدی به اندازه‌‌گیری ژنی سه نوع کریپتوکروم کرای ۱، کرای ۲ و کرای ۴ در مغز، ماهیچه‌ها و چشم‌های سهره‌ی گوره‌خری پرداخت. فرضیه‌ی آن‌ها این بود که گیرنده‌های مغناطیسی در این کریپتوکروم‌ها وجود دارد.

همان‌طور که انتظار می‌رفت، سطح ژن‌های ساعتی کرای ۱ و کرای ۲ در طول روز نوسان داشت؛ درحالی‌که سطح کرای ۴ در طول روز ثابت بود؛ از این رو ژن کرای ۴ می‌تواند همان ‌ژنی باشد که گیرنده‌ی میدان‌ مغناطیسی است. مطالعات تیم آلمانی هم این نتیجه‌ را تأیید کرد. پژوهشگران در گزارش خود نوشتند:

 سطح ژن‌هایی مانند کرای ۱ و کرای ۲ در طول شبانه‌روز با نوسان‌های قوی همراه بود؛ درحالی‌که ژن کرای ۴ نوسان‌های ضعیفی از خود نشان می‌داد.

البته آن‌ها به چند نتیجه‌ی جالب دیگر هم رسیدند. نخست اینکه ژن کرای ۴ که در بخش شبکیه‌ی چشم قرار دارد، نور زیادی دریافت می‌کند که البته با توجه به وابستگی این ژن به نور، نتیجه‌گیری معقولی است. نتیجه‌ی دیگر این بود که سطح ژن کرای ۴ در فصل مهاجرت نسبت به فصول دیگر افزایش پیدا می‌کند.

با این حال هر دو گروه از پژوهشگران اعلام کردند که تحقیقات بیشتری برای پیدا کردن پروتئین گیرنده‌ی میدان‌ مغناطیسی لازم است. هر چند شواهد به‌دست‌آمده‌ قوی است؛ اما قطعی نیست و هر دو ژن کرای ۱ و کرای ۲ می‌توانند در گیرندگی مغناطیسی نقش داشته باشند. همان‌طور که مطالعات قبلی در خصوص پرنده‌ی آلوچه‌خورک و مگس سرکه به چنین نتیجه‌ای رسیده بودند.

مشاهده‌ی پرندگانی که در آن‌ها ژن کرای ۴ غیر فعال است، می‌تواند کمک زیادی به درک نقش ژن‌های دیگر در تشخیص میدان‌های مغناطیسی کند؛ درحالی‌که لازم است مطالعات دیگر هم به بررسی نقش ژن کرای ۱ بپردازند.

واقعا یک پرنده چه چیزی می‌بیند که می‌تواند مسیر خود را پیدا کند؟ ما نمی‌توانیم جهان را از دریچه‌ی دید این موجودات ببینیم؛ اما می‌توانیم حدس‌های قابل قبولی بزنیم. پژوهشگران گروه بیوفیزیک تئوری و محاسباتی دانشگاه ایلینوی در سال ۱۹۷۸ تصویر بالا را شبیه‌سازی کردند که تصوری از میدان دید پرندگان را به ما می‌دهد.