Насловна Живи свет Како птице знају где је југ?

Како птице знају где је југ?

1037
0
Време читања: 4 минута

Јесте ли се некада запитали како птице селице успевају да се усмере ка топлијим крајевима, а затим у пролеће врате на место са ког су се пре доласка зиме преселиле? Да ли је у питању неки птичји „компас“ или ове животиње поседују таленат оријентисања у простору? 

Птице селице, за разлику од птица станарица, карактерише урођени „селидбени немир“ који се јавља у различито време у зависности од врсте птице која мигрира. Дужина и крајње одредиште миграције записани су у генима одређене врсте, при чему у току сељења мање битну улогу играју временске прилике и доступност хране у околини тренутног станишта птице. Интензивније кретање у јесен и пролеће птицама селицама је урођено без обзира на услове који владају, али се поставља питање – како оне знају куда треба да оду? 

Одговор се родио у оку црвендаћа. Научницима је познато да птице селице осећају магнетно поље Земље, што им омогућава оријентисање, па је истраживање усмерено ка налажењу разлога за постојање тог „шестог чула“ код ових организама. Разматрана је хипотеза физичара из 70-их година прошлог века која каже да неке животињске врсте могу осетити магнетно поље Земље помоћу непознатог једињења. Супстанца која се тражи присутна је у организму те животиње и мора бити осетљива на светлост.  Биолози, физичари и хемичари окупљени на универзитетима у Олденбургу и Оксфорду утврдили су да се у мрежњачи ока црвендаћа налази протеин криптохром 4 осетљив на плаву светлост за који се веровало да би могао бити деценијама тражени молекул. С обзиром да је праћење овог хемијског једињења при кретању живахне птичице какав је црвендаћ практично немогуће, испитивања су спроведена у лабораторији са изолованим молекулима криптохрома 4.

Молекул криптохрома 4: b – 3Д структура, c – део ланца молекула, d – структурна формула дела ланца молекула
Извор: researchgate.net

При излагању плавој светлости, везе унутар криптохрома се раскидају тако да као производ настаје пар слободних радикала – молекула која имају по један неспарени електрон пореклом из раскинуте везе. 

Од тог тренутка се анализирање овог феномена препушта квантној механици, науци која објашњава дешавања у свету атома и још ситнијих (елементарних) честица, као што су електрони. Према квантној механици, између електрона у два слободна радикала која чине пар јавља се квантно спрезање. То значи да су ове две честице повезане у сваком тренутку, без обзира на то на којој се међусобној удаљености налазе. Једна од главних особина која карактерише елементарне честице као што су електрони је њихов спин који се јавља тек када се ове честице налазе у магнетном пољу. Спин је добио назив јер се након откривања те особине елементарних честица сматрало да се она испољава у виду ротирања око сопствене осе. Каснијим открићима утврђено је да је то практично немогуће, јер би брзина ротације тих честица била већа од брзине светлости. Иако је првобитна теорија оповргнута, назив је остао исти. Спин се дефинише бројчаном  вредношћу која може бити позитивна и негативна, при чему је вредност спина два спрегнута електрона међусобно условљена. То значи да ће промена спина електрона у једном од два слободна радикала условити одговарајућу промену у спину електрона који је са њим спрегнут. Дакле, када се пар слободних радикала протеина криптохрома 4 нађе у магнетном пољу Земље, неспарени електрони који су у њима имаће одређени однос спинова који говори о делу магнетног поља у којем се криптохром 4 налази. Спин електрона у сваком тренутку узима ону вредност која ће одговарати минималној енергији радикала у том делу магнетног поља. Укупна вредност спина два спрегнута електрона је увек константна, тако да се мерењем спина једног од њих може одредити спин другог. Ова активност субатомских честица (честица мањих од атома) показала је да су протеини који се налазе у оку птица осетљиви на магнетно поље, што селицама омогућава да се оријентишу када наступи пролеће.

С обзиром на то да је криптохром 4 присутан у оку свих птица, можемо се запитати како је могуће да су неке од њих селице, а неке не. Изоловањем криптохрома из ока птица станарица, научници су извођењем истог експеримента утврдили да је овај протеин значајно мање осетљив на магнетно поље од истог молекула присутног у мрежњачи ока птица селица. Зато кокошке, патке и остале птице станарице не беже из сеоских домаћинстава чим захладни.

Свакако да не можемо питати црвендаћа како он поима свет око себе, али увек можемо претпостављати. Једна од хипотеза је да птице при кретању заправо уочавају магнетно поље Земље, и то у виду некакве сенке која им прекрива целокупно видно поље. Ове претпоставке је, наравно, потребно додатно испитати, па се у будућности очекује још сарадњи између физичара и биолога које би могле разрешити разне мистерије наше планете. Репортажу о овом открићу можете погледати овде.

Извор: https://www.nature.com/

ОДГОВОРИ

Молимо упишите коментар!
Молимо овде упишите име