به گزارش یولن، به نقل از زومیت، دانشمندان سرانجام یکی از بزرگترین معماهای زیستشناسی را حل کردند: کبوترها و بسیاری از حیوانات دیگر چگونه مسیر خود را در مهاجرتهای طولانی پیدا میکنند؟ پژوهشی جدید، شواهد محکمی ارائه میدهد که این پرندگان با استفاده از جریانهای الکتریکی بسیار ضعیف در گوش داخلی خود، میدان مغناطیسی زمین را حس میکنند و از آن بهعنوان قطبنمای طبیعی بهره میبرند.
بهگزارش ساینس، این کشف شگفتانگیز فرضیهای قدیمی را که در سال ۱۸۸۲ توسط کامی ویگیه، جانورشناس مطرح شده بود، پس از نزدیک به یکونیم قرن فراموشی، دوباره زنده میکند. ویگیه در زمان خود حدس زده بود که گوش داخلی مهرهداران میتواند مانند یک مدار الکتریکی عمل کند و جهت میدان مغناطیسی را تشخیص دهد؛ ایدهای که اکنون به نظر میرسد به حقیقت نزدیک بوده است.
اریک وارانت، عصبزیستشناس دانشگاه لوند، اهمیت کشف را اینگونه توصیف میکند: «جام مقدس زیستشناسی حسی، فهمیدن سازوکار حس مغناطیسی است. این پژوهش شواهدی برای یک شیوه جدید مغناطیسیابی ارائه میکند و مسیر عصبی آن را در مغز نشان میدهد.»
توانایی حسکردن میدان مغناطیسی زمین که «مغناطیسیابی» نامیده میشود، به طیف وسیعی از جانوران از پرندگان و حشرات گرفته تا لاکپشتها کمک میکند تا در مهاجرتها و یافتن غذا جهتیابی کنند. تا پیش از این، دو سازوکار اصلی برای توضیح این پدیده وجود داشت، اما هیچکدام نتوانسته بودند تمام مشاهدات را توضیح دهند:
اولی، پروتئینهای حساس به نور به نام «کریپتوکروم» در چشم که نوعی تصویر بصری از میدان مغناطیسی ایجاد میکنند. دومی، بلورهای غنی از آهن به نام «مگنتیت» که در برابر میدان مغناطیسی واکنش نشان میدهند.
تیم پژوهشی به سرپرستی دیوید کیز از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ، پس از آنکه مقالهی فراموششدهی ویگیه را پیدا کردند، تصمیم گرفتند گوش داخلی کبوترها را بررسی کنند. آنها ۱۳ کبوتر را در معرض میدانهای مغناطیسی کنترلشده قرار دادند و سپس با روشهای پیشرفته تصویربرداری، فعالیت مغز آنها را تحلیل کردند. برای اطمینان از اینکه حس بینایی نقشی در این فرآیند ندارد، آزمایش مشابهی را با ۱۴ کبوتر دیگر در تاریکی مطلق تکرار کردند.
نتایج خیرهکننده بود: تحلیلها نشان داد که میدان مغناطیسی، بخشهایی از مغز را فعال میکند که مستقیم از گوش داخلی سیگنال دریافت میکنند. این سیگنالها از هسته دهلیزی (مرکز پردازش اطلاعات تعادل) به مزوپالیوم (مرکز یکپارچهسازی اطلاعات حسی) و سپس به هیپوکامپ (ناحیهی کلیدی برای جهتیابی فضایی) ارسال میشد. بررسی دقیقتر سلولهای گوش داخلی نیز نشان داد که نوع خاصی از سلولهای مویی در مجراهای نیمدایرهای، به تعداد زیادی کانال یونی حساس به ولتاژ مجهز هستند که ابزاری ایدهآل برای تبدیل القای الکترومغناطیسی به سیگنال عصبی است.
کشف تازه نه تنها سازوکار سوم و قدرتمندی برای مغناطیسیابی معرفی میکند، بلکه مسیر عصبی دقیق آن از گوش تا مراکز عالی مغز را نیز برای نخستین بار به تصویر میکشد. گام بعدی دانشمندان این است که دریابند مغز چگونه این سیگنالهای الکتریکی خام را به نقشهای کاربردی برای جهتیابی تبدیل میکند.
بیشک، کامی ویگیه نیز از شنیدن اینکه فرضیهی ۱۴۳ سالهاش امروز به سنگبنای درک جدیدی از دنیای حیوانات تبدیل شده است، بسیار خوشحال میشد.
۵۸۵۸
