Modul de perceptie al campului magnetic

Articolul se bazeaza pe urmatoarele surse:
1. EarthSky - Experiment shows pigeons perceive a magnetic signal
2. The New York Times - Study Sheds Light on How Birds Navigate by Magnetic Field (http://www.nytimes.com/2012/04/27/science/study-sheds-light-on-how-pigeons-navigate-by-magnetic-field.html?ref=pigeons&_r=0)

Se cunoaste faptul ca pasarile sunt faimoase pentru extraordinarele lor calitati in ceea ce priveste navigarea. Unele pasari migratoare zboara mii de kilometri, zi si noapte, chiar si pe vreme innourata in lipsa luminii provenita de la stele.

De zeci de ani oamenii de stiinta cauta sa le afle secretul, ei stiind sau banuind, mai degraba, ca animalele au un simt special de a detecta variatiile din campul magnetic terestru.

Pot animalele sa perceapa campul magnetic? Aceasta este intrebarea care a reusit sa-i intrige, de-a lungul anilor,  pe biologi.

Ochii nostrii sunt simple antene capabile sa detecteze frecvente utile ale campului electromagnetic sau a luminii. De ce animalele nu ar putea avea, de asemenea, si receptori magnetici acordati la campul magnetic al Pamantului?

Acum, doi cercetatori de la Colegiul de Medicina Baylor din Houston, Le-Qing Wu si David Dickman, au rezolvat in mare parte acest mister, identificand niste celule speciale in creierul porumbeilor, celule care inregistreaza informatii detaliate cu privire la campul magnetic terestru, actionand ca un fel de busola biologica.

"Este uimitor ce au reusit sa realizeze" a declarat un alt reputat cercetator in domeniu, David Keays de la Institutul de Patologie Moleculara din Viena. "Wu si Dickman au descoperit celule in creierul porumbeilor care sunt reglate pe anumite frecvente ale campului magnetic terestru".

Descoperirea celor doi a fost publicata in Science Express in data de 26 Aprilie 2012.

Kenneth Lohmann de la Universitatea din Carolina de Nord, care de asemenea, studiaza campul magnetic, a spus ca acest studiu este “foarte interesant si important”.
Navigarea cu ajutorul undelor magnetice presupune mai multe etape. Pasarile trebuie sa aiba capacitatea de a detecta campul magnetic, apoi o parte a creierului trebuie sa poata inregistra informatiile. Se pare ca o alta zona a creierului compara aceste informatii, realizand astfel o harta, care va fi stocata.

Cercetatorii din Baylor au reusit sa descifreze si ce presupune cel de-al doilea pas din proces. Ei au identificat un grup de celule in sistemul cerebral al porumbeilor care inregistreaza atat directia, cat si intensitatea campului magnetic. De asemenea, au date destul de solide, dar nu concludente, cum ca aceste informatii sunt captate cu ajutorul urechii interne a pasarilor. "Dar, mai avem inca de lucru asupra acestui aspect" a spus Dickman.

Cei doi n-au apucat sa studieze si a treia etapa, in legatura cu analiza si stocarea informatiilor, dar Dickman crede ca partea responsabila de aceste functii este hipocampusul, zona din creier responsabila de memorarea locatiilor, atat la pasari, cat si la oameni.

Un studiu cunoscut ca “studiul taximetristilor londonezi” arata ca soferii cu experienta, cu o harta mentala a Londrei au un hipocampus mult mai dezvoltat decat soferii fara experienta.

La unele pasari care ascund semintele si se intorc mai tarziu in acele locuri cu o precizie uimitoare, hipocampusul creste si se micsoreaza functie de sezon, probabil in functie de marimea hartii mentale ce contine ascunzatorile acestor pasari.

Eforturile de a intelege modul in care pasarile rezoneaza cu campul magnetic s-au dezvoltat in mai multe directii.

Unii cercetatori au adus dovezi cu privire la reactiile chimice din ochii pasarilor sensibili la semnalele campului magnetic, in timp ce altii si-au indreptat atentia asupra neuronilor din ciocul pasarilor, despre care s-a crezut ca, continea magnetita, mineral care este afectat de campul magnetic.

Doar in urma cu cateva saptamani, Dr. Keays si colegii acestuia, au facut publica, in revista Nature, ideea potrivit careia premiza exsitentei acestor neuroni in cioc nu este una buna.

O alta dificultate in identificarea modului de receptionare a campului magnetic de catre animale este ca acest camp magnetic patrunde in interiorul corpului. El nu este in niciun fel blocat din interior, de exemplu de piele, la fel ca alte semnale cum ar fi lumina, mirosurile sau senzatiile tactile.

Prin urmare, receptorii de camp magnetic ar putea fi localizati oriunde in corpurile animalelor, nu doar in exteriorul lor, de exemplu in ochi.

Cateva idei au fost luate in consideratie. Prima teorie, aplicabila animalelor care se afla constant in miscare, pestii de exemplu, ar fi posibilitatea unei inductii electromagnetice. Legea lui Faraday, una dintre legile ce guverneaza fortele electrice si magnetice, afirma ca, campurile magnetice care trec printr-un circuit vor produce o tensiune si un curent prin acel circuit. Acest lucru ar putea fi un mecanism folosit de animale pentru detectarea campurilor magnetice.

O alta posibilitate, ar fi aceea ca animalele poseda o cantitate mica de magnetita, Fe3O4. Atunci cand un camp magnetic este aplicat magnetitei, aceasta se va roti la fel ca acul unei busole. Este posibil ca minereul sa fie atasat pe firele mici de par, similare cu cele gasite in urechea umana, iar un semnal sa fie transmis sistemului nervos.

Cercetatorii din Baylor au realizat un fel de inregistrare pas cu pas a zonelor din creierul porumbeilor care au raspuns la variatiile unui camp magnetic artificial creat de ei.

Ei s-au axat pe activitatea trunchiului cerebral, una dintre zonele cele mai primitive ale creierului, in mare parte deoarece studiile anterioare au aratat ca aceasta zona a creierului a primit semnale de la urechea interna.

Ei au plasat leziuni electrolitice, in principiu, un conductor conectat la un voltmetru, in diferite locatii, in cadrul trunchiului cerebral al porumbeilor. Acest lucru le-a permis sa monitorizeze, nu doar ce zone au raspuns la stimulii magnetici, dar si intensitatea acestui raspuns. Ei au descoperit ca intensitatea raspunsului se modifica in functie de orientarea aplicarii campului magnetic. De asemenea, au observat ca cea mai mare intensitate a raspunsului neurologic s-a inregistrat cand intensitatea campului magnetic a fost aceeasi cu a campului magnetic terestru.

  

 “Alte regiuni ale creierului au raspuns, de asemenea, stimularii campului magnetic si pot fi responsabili de simtul magnetic al pasarilor”, a spus Dr. Dickman.

Acest fascinant studiu ar putea fi primul pas in a demonsta faptul ca animalele au mai mult decat cele 5 simturi cunoscute.

Dr. Keays spune ca aceasta cercetare a oferit un sprijin puternic ideii magnetitei si ipotezei conform careia “in urechea porumbelului se afla celule magnetoreceptive nedescoperite inca”.

Multe alte articole columbofile despre cercetare, genetică, tratamente, etc găsiți aici:

http://porumbeivoiajori-marius.blogspot.ro/p/genetica-cercetare-diverse.html