هل تم العثور أخيرًا على عضو “البوصلة” الغامض لدى الطيور؟

يقترح الباحثون أن الحمام يمكنه استشعار المجال المغناطيسي للأرض من خلال الكشف عن تيارات كهربائية صغيرة في آذانه الداخلية. يمكن لمثل هذه البوصلة الداخلية أن تساعد في تفسير كيف يمكن لبعض الحيوانات تحقيق إنجازات مذهلة في الملاحة لمسافات طويلة.

أجرى الفريق رسمًا خرائطيًا متقدمًا للدماغ، بالإضافة إلى تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) للخلية الواحدة لخلايا الأذن الداخلية للحمام. يشير كلا الخطين من الأدلة إلى الأذن الداخلية باعتبارها عضو “الاستقبال المغناطيسي” لدى الطيور. ظهرت النتائج في علوم في 20 نوفمبر ¹.

يقول إريك وارت، الباحث في علم الأحياء الحسي بجامعة لوند في السويد: “ربما يكون هذا أوضح دليل على المسارات العصبية المسؤولة عن المعالجة المغناطيسية في أي حيوان”. تشير الدراسات إلى أن العديد من الحيوانات، بما في ذلك السلاحف وسمك السلمون المرقط وروبن، يمكنها ذلك استشعار اتجاه وقوة المجالات المغناطيسية، على الرغم من الأدلة في بعض الأحيان تم التنازع عليها – وظلت الآليات مثيرة للجدل.

الملاحة بعقل الطيور

قادت فرضيتان رئيسيتان البحث إلى كيفية شعور الطيور بالمجالات المغناطيسية. أحدهما هو تأثير فيزياء الكم في خلايا شبكية العين حيث الطيور ‘يرى‘ المجالات المغناطيسية. والسبب الآخر هو أن جزيئات أكسيد الحديد المجهرية الموجودة في المنقار يمكن أن تعمل بمثابة إبر بوصلة صغيرة. ومع ذلك، فمن غير المعروف إلى حد كبير أين يتم استشعار المعلومات المغناطيسية في أدمغة الحيوانات وكيف تمنح الخلايا العصبية الحسية حساسية للتغيرات الكهرومغناطيسية.

وفي عام 2011، وجد الباحثون تلميحات تشير إلى أن المجالات المغناطيسية قد أثارت النظام الدهليزي للحمام، العضو الذي يمكّن الفقاريات من استشعار التسارع (بما في ذلك الجاذبية) ويساعدها على البقاء متوازنة². يتكون الهيكل من ثلاث حلقات مملوءة بالسوائل ومتعامدة بشكل متبادل، بحيث يمكنها توصيل اتجاه التسارع إلى الدماغ عن طريق تقسيمه إلى ثلاث حلقات.س, ذ, ض‘ عناصر.

يجذب بروتين البوصلة كومة من الانتقادات

صمم ديفيد كييس، عالم الأعصاب في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونيخ بألمانيا، تجربة يمكن أن تكشف عن كيفية استجابة أدمغة الحمام للمجالات المغناطيسية.

قام فريق كييز بتعريض ستة حمامات لمجال مغناطيسي أقوى قليلاً من المجال المغناطيسي للأرض لمدة تزيد قليلاً عن ساعة. تم تثبيت رؤوس الطيور وتم تدوير المجال المغناطيسي باستمرار لمحاكاة حركات الرؤوس فيما يتعلق بالمجال المغناطيسي الأرضي للأرض.

بعد ذلك، استخدم الفريق طريقة لقياس أنماط تنشيط الخلايا العصبية عبر الدماغ، عن طريق قياس العلامة الجينية لنشاط الخلية في أدمغة الحمام التي أصبحت شفافة بواسطة تقنية تسمى المقاصة. وتمت مقارنة خرائط نشاط الدماغ في الطيور التي تعرضت للمجالات المغناطيسية مع مجموعة مراقبة لم تتعرض للمجالات المغناطيسية.

وأظهرت النتائج نشاطًا عصبيًا مرتبطًا بالمجالات المغناطيسية في منطقة الدماغ التي تتلقى المدخلات من الجهاز الدهليزي، وكذلك في المناطق التي تساعد على دمج المحفزات الحسية المختلفة. قلصت هذه النتيجة قائمة البوصلات المحتملة إلى جهاز واحد – الجهاز الدهليزي – على الرغم من أنها لم تشرح كيف يمكن للخلايا العصبية في الحمام أن تستشعر فيزيائيًا المجالات المغناطيسية.

جهاز حسي مغناطيسي

من حيث المبدأ، يمكن للمادة الموصلة في الكائن الحي أن تنتج تيارات كهربائية استجابة للمجالات المغناطيسية، مما يمنح الحيوان “حسًا مغناطيسيًا” – وهي آلية تم اقتراحها في وقت مبكر من عام 1882 من قبل عالم الحيوان الفرنسي كاميل فيجييه.³.

في بحث سابق، بحث كييز عن آلية جزيئية لهذا الاستقبال المغناطيسي من خلال اتباع الإلهام من الفيزياء الحيوية لأسماك القرش والزلاجات، التي تمتلك أعضاء تستشعر المجالات الكهربائية الدقيقة لمساعدتها في العثور على الفريسة.⁴. تعبر هذه الحيوانات عن بروتين حساس للتغيرات في النشاط الكهربائي للخلايا العصبية، ولكنه تم تعديله بإدخال 10 أحماض أمينية طويلة، مما يسمح لها باستشعار التيارات الكهربائية المتولدة من المجالات المغناطيسية.

قدرة ذباب الفاكهة على استشعار المجالات المغناطيسية أصبحت موضع شك