Holubi se spoléhají na magnetické pole Země k orientaci. Nyní mohli vědci odhalit, jak to dělají
Systém vestibulární smyslové struktury, který se nachází ve vnitřním uchu a pomáhá udržovat rovnováhu, může ptákům dávat zvláštní schopnost.
Na konci 19. století francouzský přírodovědec Camille Viguier navrhl myšlenku, která byla na více než století odmítnuta a zapomenuta. Domníval se, že ptáci a jiná zvířata mohou navigovat s pomocí magnetického pole Země, a že jejich magnetické vnímání má svůj původ ve vnitřním uchu.
Od té doby výzkumy ukázaly, že zvířata, včetně netopýrů, želv a migrujících ptáků, skutečně dokážou vnímat magnetické pole planety – což je smysl známý jako magnetorecepce. Nicméně mechanismy za tímto magnetickým vnímáním zůstávaly zahaleny tajemstvím.
Nyní nová studie podporuje druhou část Viguierovy hypotézy. Mapování mozku a genetická analýza naznačují, že vnitřní uši holubů jsou opravdu orgány, které těmto tvorům pomáhají cítit magnetické proudy, podle článku publikovaného v časopise Science 20. listopadu.
„To je pravděpodobně nejjasnější důkaz nervových drah zodpovědných za zpracování magnetických informací u jakéhokoli zvířete,“ říká Eric Warrant, biolog v oblasti smyslového vnímání na Lundské univerzitě ve Švédsku, který se na studii nepodílel.
Vědci předpokládali, že magnetorecepce ptáků funguje jedním ze dvou způsobů: buď na světlo citlivé proteiny v jejich očích reagují na magnetická pole, nebo malé minerály v jejich zobácích fungují jako malé kompasové jehly. Ale před více než deseti lety studie naznačila, že magnetická pole aktivují vestibulární systém holubů, soubor struktur hluboko v uších, které pomáhají zvířatům udržovat rovnováhu a orientaci.
Co je třeba vědět: Vestibulární systém
Vestibulární systém se skládá ze tří smyčkových trubiček, které jsou vzájemně kolmé. Všechny jsou naplněny tekutinou a buňky v těchto trubičkách pomáhají mozku pochopit pohyb v osách x, y a z trojrozměrného prostoru.
Aby navázali na tuto práci, vědci umístili 13 holubů jednoho po druhém do zařízení, které vytvořilo rotující magnetické pole trvající více než hodinu. Tým poté sledoval, které nervové buňky v mozku ptáků byly aktivovány pomocí genetických markerů buněčné aktivity. Porovnání mozků ptáků vystavených rotujícímu magnetickému poli s těmi, které nebyly, naznačilo, že vestibulární systém hraje zásadní roli. (Experiment byl opakován ve tmě, což vyloučilo hypotézu o světlu citlivých proteinech.)
Tato technika „nám umožnila identifikovat specializované okruhy, které zpracovávají magnetické informace,“ říká David Keays, spoluautor studie a neurovědec na Ludwig-Maximilianově univerzitě v Mnichově. „Navíc nám poskytla důležitou indicii o umístění primárních magnetických senzorů.“
Keays a jeho kolegové poté rozpitvali tři holuby, aby se blíže podívali na jejich vláskové buňky. Tyto buňky s vláskovitými filamenty se nacházejí v tekutinou naplněném vnitřním uchu a detekují pohyb a převádějí ho na elektrické signály, které mozek může interpretovat. Tým zjistil, že vláskové buňky holubů obsahovaly vysoké hladiny proteinů, o nichž bylo známo, že jsou citlivé na elektromagnetické změny.
Studie je „technickým mistrovským dílem,“ říká Warrant. Přesto by rád věděl, jaké vlastnosti magnetického pole Země mohou být vnímány vestibulárními systémy holubů, například identifikace severu a jihu podle tvaru pole, což někteří živočichové umí. „To je všechno velmi vzrušující pro fyziologa smyslového vnímání,“ dodává.
Ulrich Mueller, neurovědec na Johns Hopkins University, který se na studii nepodílel, říká, že i když je studie „přesvědčivá“, jsou zapotřebí další genetické studie k ověření jejích výsledků. Například, jak říká, deaktivace genové sekvence, která kóduje nově identifikovaný protein magnetorecepce, by mohla odhalit, zda je opravdu zodpovědný za tento smysl.
