قد يأوي كل حيوان على وجه الأرض الآلية الجزيئية لاستشعار الحقول المغناطيسية ، حتى تلك الكائنات الحية التي لا تتنقل أو تهاجر باستخدام هذا “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 يمكن أن يكون أكثر شيوعًا في المملكة الحيوانية مما كنا نعرفه في أي وقت مضى. إذا كان الباحثون على حق ، فقد تكون سمة قديمة بشكل مذهل تشترك فيها جميع الكائنات الحية تقريبًا ، وإن كان ذلك بقوى مختلفة.
هذا لا يعني أن جميع الحيوانات أو النباتات يمكنها استشعار المجالات المغناطيسية وتتبعها بفاعلية ، لكنه يشير إلى أن جميع الخلايا الحية ، بما في ذلك خلايانا.
“كيف نشعر بالعالم الخارجي ، من الرؤية والسمع وحتى اللمس والتذوق والشم ، مفهومة جيدًا ،” يقول عالم الأعصاب ريتشارد باينز من جامعة مانشستر.
“ولكن على النقيض من ذلك ، ما زالت الحيوانات التي يمكن أن تستشعرها وكيف تستجيب للمجال المغناطيسي غير معروفة. وقد حققت هذه الدراسة تقدمًا كبيرًا في فهم كيفية شعور الحيوانات بالمجالات المغناطيسية الخارجية والاستجابة لها – وهو مجال نشط للغاية ومتنازع عليه.”
المغناطيسية قد يبدو لنا مثل السحر ، لكن الكثير من الأسماك والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات الأخرى في البرية يمكن أن تستشعر شد المجال المغناطيسي للأرض وتستخدمه للتنقل في الفضاء.
نظرًا لأن هذه القوة غير مرئية بشكل أساسي لجنسنا البشري ، فقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً للغاية حتى يلاحظها العلماء.
فقط في الستينيات هل أظهر العلماء أن البكتيريا تستطيع استشعار المجالات المغناطيسية وتوجيه نفسها فيما يتعلق بتلك المجالات؟ في السبعينيات ، وجدنا أن بعض الطيور والأسماك تتبع المجال المغناطيسي للأرض عند الهجرة.
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 يمكن أن تتضمن أزواجًا جذرية ، وهي جزيئات ذات إلكترونات غلاف خارجي غير متزاوجة تشكل زوجًا من الإلكترونات المتشابكة التي يتم تغيير دورانها بواسطة المجال المغناطيسي للأرض.
بعد اثنين وعشرين عامًا ، المؤلف الرئيسي لتلك الدراسة شارك في تأليف ورقة جديدة اقتراح جزيء محدد يمكن أن تتكون فيه أزواج جذرية.
يمكن لهذا الجزيء – وهو مستقبل في شبكية عين الطيور المهاجرة يسمى الكريبتوكروم – استشعار الضوء والمغناطيسية ، ويبدو أنه يعمل من خلال التشابك الكمومي.
بعبارات أساسية ، عندما يمتص الكريبتوكروم الضوء ، تطلق الطاقة أحد إلكتروناته ، مما يدفعه إلى احتلال إحدى حالتين دوارتين ، تتأثر كل منهما بشكل مختلف بالمجال المغنطيسي الأرضي.
كانت الكريبتوكروميات تفسيرًا رائدًا لكيفية إحساس الحيوانات بالمجالات المغناطيسية على مدى عقدين من الزمن ، لكن الباحثين في جامعتي مانشستر وليستر حددوا الآن مرشحًا آخر.
من خلال التلاعب بجينات ذباب الفاكهة ، وجد الفريق أن جزيئًا يسمى Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) ، والذي عادة ما يشكل زوجًا جذريًا مع cryptochromes ، هو في الواقع مستقبلات مغناطيسية في حد ذاته.
تم العثور على هذا الجزيء الأساسي في مستويات مختلفة في جميع الخلايا ، وكلما زاد التركيز ، زادت احتمالية نقل الحساسية المغناطيسية ، حتى في حالة نقص 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 المدهشة التي توصلنا إليها ، والتي تتعارض مع الفهم الحالي ، هي أن الخلايا تستمر في” استشعار “المجالات المغناطيسية عند وجود جزء صغير جدًا من الكريبتوكروم ،” يشرح عالم الأعصاب بجامعة مانشستر آدم برادلو.
“هذا يظهر أن الخلايا تستطيع ، على الأقل في المختبر ، استشعار الحقول المغناطيسية من خلال طرق أخرى.”
يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف في تفسير سبب إظهار الخلايا البشرية حساسية للحقول المغناطيسية في المختبر. شكل الكريبتوكروم موجودة في خلايا شبكية العين أثبت قدرته 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 للاصطفاف على طول 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 هذا لأننا لا نملك أي مساعدة من الكريبتوكروموم.
“قد تسمح لنا هذه الدراسة في النهاية بتقدير أفضل للتأثيرات التي قد يحدثها التعرض للمجال المغناطيسي على البشر ،” يقول 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 ذلك بمثابة الكأس المقدسة كأداة تجريبية و ربما في نهاية المطاف للاستخدام السريري “.
تم نشر الدراسة في طبيعة.
. “محلل حائز على جوائز. محب للموسيقى. منشئ. هواة Twitter. مستكشف ودود. محب للتواصل ودود.”