Всяко животно на Земята притежава молекулярния механизъм за усещане на магнитни полета, дори и тези организми, които не им е нужно да се ориентират или мигрират, използвайки това загадъчно "шесто чувство".
Учените вече са идентифицирали при плодови мушици повсеместно разпространена молекула във всички живи клетки, способна да реагира на магнитно влияние, ако е налично в достатъчно голямо количество или ако други молекули я подпомагат.
Новите открития показват, че магниторецепцията може да е много по-разпространена в животинското царство, отколкото някога е било известно. Ако изследователите са прави, това може да е удивително древна черта, която се споделя от почти всички живи същества, макар и с различна сила.
Това не означава, че всички животни или растения могат активно да усещат и да следват магнитните полета, но предполага, че всички живи клетки биха могли, включително и нашите.
"Начинът, по който усещаме външния свят - от зрението и слуха до допира, вкуса и мириса, е добре познат", коментира неврологът Ричард Бейнс (Richard Baines) от Университета в Манчестър.
"Но за разлика от тях, кои животни могат да усещат и как реагират на магнитно поле, остава неизвестно. Това изследване постигна значителен напредък в разбирането на това как животните усещат и реагират на външни магнитни полета - една много активна и оспорвана област."
Магниторецепцията може да ни звучи като магия, но много риби, земноводни, влечуги, птици и други бозайници в дивата природа могат да усещат притеглянето на магнитното поле на Земята и да го използват, за да се ориентират в пространството.
Тъй като тази сила е по същество невидима за нашия вид, на учените им е трябвало доста време, за да я забележат.
Едва през 60-те години на миналия век изследователите показват, че бактериите могат да усещат магнитните полета и да се ориентират спрямо тях. През 70-те години на миналия век се установява, че някои птици и риби следват магнитното поле на Земята, когато мигрират.
И до днес обаче не е ясно как толкова много животни постигат тези невероятни способности в навигацията.
През 70-те години на миналия век учените предполагат, че това усещане за магнитен компас може да включва двойки радикали - молекули със свободни (несдвоени, нечифтосани) валентни електрони от външната обвивка, които образуват двойка вплетени електрони, чиито спинове се променят от магнитното поле на Земята.
Двадесет и две години по-късно водещият автор на това изследване е съавтор на нова статия, в която се предлага конкретна молекула, в която могат да се образуват двойки радикали.
Тази молекула - рецептор в ретината на мигриращите птици, наречен криптохром - може да усеща светлина и магнетизъм и изглежда работи чрез квантово вплитане.
Накратко казано, когато криптохромът поглъща светлина, енергията задейства един от неговите електрони, като го тласка към едно от двете състояния на спин, всяко от които се влияе по различен начин от геомагнитното поле на Земята.
В продължение на две десетилетия криптохромите бяха водещо обяснение за това как животните усещат магнитните полета, но сега изследователи от университетите в Манчестър и Лестър са идентифицирали друг кандидат.
Манипулирайки гените на плодови мушици, екипът открива, че молекула, наречена флавин аденин динуклеотид (FAD - Flavin Adenine Dinucleotide), която обикновено образува двойка радикали с криптохромите, всъщност сама по себе си е магниторецептор.
Тази основна молекула се намира на различни нива във всички клетки и колкото по-висока е концентрацията, толкова по-вероятно е тя да придаде магнитна чувствителност, дори когато липсват криптохроми.
При плодовите мушици например, когато FAD е стимулирана от светлина, тя генерира двойка радикали с електрони, които реагират на магнитни полета.
Когато обаче заедно с FAD присъстват и криптохроми, чувствителността на клетката към магнитни полета се увеличава.
Откритията предполагат, че криптохромите не са толкова важни, колкото се смяташе, за магниторецепцията.
"Едно от най-поразителните ни открития, което е в противоречие с досегашните разбирания, е, че клетките продължават да "усещат" магнитни полета, когато е налице съвсем малък фрагмент от криптохром", обяснява невроученият от Университета в Манчестър Адам Брадло (Adam Bradlaugh).
"Това показва, че клетките могат, поне в лабораторни условия, да усещат магнитните полета по други начини."
Откритието може да помогне да се обясни защо човешките клетки проявяват чувствителност към магнитни полета в лабораторни условия. Формата на криптохрома, присъстваща в клетките на ретината на нашия вид, се оказа способна на магниторецепция на молекулярно ниво, когато бе експресирана в плодови мушици.
Това обаче не означава, че хората използват тази функция, нито пък има доказателства, че криптохромът насочва нашите клетки да се подреждат по магнитните полета в лабораторни условия.
Може би причината за това е FAD.
Въпреки че човешките клетки проявяват чувствителност към магнитното поле на Земята, ние нямаме съзнателно усещане за тази сила. Може би това е така, защото нямаме никакви криптохроми, които да ни помагат.
"Това изследване може в крайна сметка да ни позволи да оценим по-добре ефектите, които излагането на магнитно поле може потенциално да има върху хората", посочва генетичният биолог Ецио Розато (Ezio Rosato) от Университета в Лестър.
"Освен това, тъй като FAD и други компоненти на тези молекулярни механизми се срещат в много клетки, тези нови знания могат да открият нови пътища за изследване на използването на магнитни полета за манипулиране на активирането на целеви гени. Това се счита за свещения граал като експериментален инструмент и евентуално за клинична употреба".
Bradlaugh, A.A., Fedele, G., Munro, A.L. et al. Essential elements of radical pair magnetosensitivity in Drosophila. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05735-z
All Living Cells Could Have The Molecular Machinery For a 'Sixth Sense', ScienceAlert
