Kelią rodo trys magnetinės juslės

 Paukščiai, vėžliai, sraigės, šikšnosparniai, rykliai ir driežai puikiai jaučia magnetinį lauką. Kol kas mokslininkai nežino, kam gyvūnams reikalingas šis pojūtis ir kaip jis veikia. Vis dėlto neseniai jiems pavyko atrasti trijų rūšių magnetizmo jutimo organus, kurių veikimo pagrindas yra kriptochromas, magnetitas bei elektros indukcija ir kurie veikia kaip kompasas arba GPS imtuvas.

Kad migruojantys paukščiai įveiktų tūkstančius kilometrų ir saugiai atskristų į konkrečią perėjimo vietą kitoje pasaulio pusėje, be abejo, turi kliautis tam tikru magnetiniu pojūčiu. Kad jis egzistuoja, septintajame XX amžiaus dešimtmetyje įrodė vokiečių mokslininkai Wolfgangas Wiltschko ir Friedrichas Merkelis, atlikę bandymą su liepsnelėmis.

 Mokslininkai laikė liepsneles nelaisvėje, ir migracijos sezonu keliauti susiruošę paukšteliai visada susiburdavo šiaurrytiniame narvo kampe. Tuomet mokslininkai apvyniojo narvą varine viela, paleido ja elektros srovę ir sukūrė dirbtinį magnetinį lauką – tokio paties stiprumo kaip Žemės magnetinis laukas, tik priešingos krypties. Liepsnelės pakeitė savo „migracijos maršrutą“ ir nuskrido į naujus, dirbtinius šiaurės rytus.

 Vadinasi, liepsnelės geba jausti magnetinio lauko kryptį, o vėlesni eksperimentai parodė, kad tokį patį sugebėjimą turi bent dvidešimt kitų rūšių paukščių. Tačiau paukščių kompasai skiriasi nuo žmonių kompasų. Jie rodo ne magnetinius šiaurės ir pietų polius, o pusiaują ir artimiausią polių. Mokslininkai šį faktą įrodė atlikę nemažai eksperimentų, tyrimo metu jie keisdavo narvą supantį magnetinį lauką. Paukščio kompasas atpažįsta ne Žemės magnetinio lauko kryptį, o kampą, kuriuo kerta vietinio magnetinio lauko linijas.

Mokslininkai neabejoja: kad neiškryptų iš kelio migruodami tūkstančius kilometrų paukščiai kliaujasi magnetiniu pojūčiu.

Paukščių gebėjimą keliauti tam tikra kryptimi veikiausiai lemia akyse esantis šviesai jautrus kriptochromo pigmentas. Jis reaguoja į mėlyną ir ultravioletinę šviesas priklausomai nuo Žemės magnetinio lauko ir veikia kitus šviesai jautrius akies pigmentus.

Žemės magnetinis laukas veikia paukščių regą, todėl jų matomas vaizdas priklauso nuo galvos padėties. 2010 metais vienas JAV mokslininkas pateikė hipotetinį matematinį modelį, kaip magnetinio lauko kryptis gali veikti paukščių regimą vaizdą.

 Pagal šį modelį, magnetinis laukas sukuria tam tikrą filtrą, jis, priklausomai nuo galvos pakrypimo, suintensyvina šviesą tam tikrose regos lauko vietose. Tokios ryškesnės vietos veikia tarsi kryptį rodantis kompasas. Be to, tyrimas atskleidė, kad ir naktį pakanka mėlynos bei ultravioletinės šviesos, todėl net nematydami kraštovaizdžio paukščiai „įžiūri“ kompaso šviesą. Regis, kaip tik naktį šis kompasas veikia geriausiai, nes nėra kitų trikdžių.

 Nepavyksta rasti jutimo organų

 Migruojantys paukščiai kliaujasi kompasu, rodančiu pasaulio kraštus, o štai kitiems gyvūnams magnetinis pojūtis padeda orientuotis vietoje. Pavyzdžiui, Floridos pakrantėje išsiritę didelių jūrinių vėžlių jaunikliai išplaukia į Atlanto vandenyną, kelerius metus plaukioja po Sargasų jūrą ir tik po to sugrįžta į Floridą arba nuplaukia į Europą. 2001 metais Šiaurės Karolinos universiteto dėstytojas Kennethas Lohmannas pademonstravo, kad vėžliai turi į GPS įrenginio veikimą panašų magnetinį pojūtį, todėl gali jausti judėjimo kryptį.

 Lohmannas įleido kelis jūrinius vėžlius į baseiną, kuriame galima sukurti magnetinį lauką, kryptimi bei stiprumu tiksliai atitinkantį konkrečių Atlanto vandenyno ir Sargasų jūros vietų magnetinį lauką. Eksperimentas parodė, kad tam tikro magnetinio lauko veikiami vėžliai baseine plaukdavo tokia pačia kryptimi kaip gyvūnai atitinkamose vandenyno vietose. Vadinasi, pagal magnetinį pojūtį jūriniai vėžliai geba orientuotis ir plaukti reikiama kryptimi. 

 Tikriausiai paukščių „kompasai“ ir jūrinių vėžlių „GPS imtuvai“ veikia skirtingai, tačiau veikimo principų mokslininkams nepavyko nustatyti. Magnetinis pojūtis skiriasi nuo kitų pojūčių tuo, kad jo atpažįstamas magnetinis laukas egzistuoja visur, taip pat gyvūno kūne. Atskiro išorinio jutimo organo nereikia, iš esmės pojūtis gali pasireikšti bet kurioje kūno vietoje. Vis dėlto jūrinių vėžlių smegenyse ir paukščių snapuose rasti magnetiniai kristalai verčia manyti, kad mineralai yra glaudžiai susiję su magnetiniu pojūčiu. Mokslininkai sukūrė kelias teorijas, kaip magnetiniai kristalai padeda nustatyti geografinę padėtį, tačiau konkretaus magnetinio organo niekas nėra radęs.

Specialūs nosies organai galbūt padeda rykliui jausti magnetinio lauko kryptį.

 2010 metais Frankfurto Goethe’s universiteto mokslininkas Guntheris Fleissneris atskleidė, kad geležies turinčių kristalų yra ne tik migruojančių paukščių – uolinių karvelių, sodinių devynbalsių ar liepsnelių, – bet ir tokių nemigruojančių paukščių kaip vištos antsnapiuose. Magnetito ir kitų kristalų randama didelio nervo, kuriuo jutimo duomenys iš snapo keliauja į smegenis, galūnėse. Mokslininkai įsitikinę, kad snape esantys magnetito kristalai nervu perduoda smegenims informaciją apie aplinkinį magnetinį lauką.

 2011 metais atliktas eksperimentas su moliusku Tritonia diomedea, kuris, kaip žinoma, orientuojasi pagal Žemės magnetinį lauką, parodė, jog labai sudėtinga nustatyti konkrečią magnetinę juslę. Vašingtono universiteto mokslininkas Dennisas Willowsas pašalino primityvių gyvūnų smegenis, o jų link einančius nervus prijungė prie elektrodų. Ropliai buvo gyvi, todėl mokslininkai, sukūrę aplink juos dirbtinį magnetinį lauką, galėjo nustatyti visus į jį reagavusius nervus. Magnetinio lauko pokyčiai suaktyvino maždaug dešimt procentų nervų, o beveik dvigubai daugiau nervų tapo pasyvesni. Į magnetinio lauko pokyčius reagavusių nervų buvo visose kūno dalyse, vadinasi, gyvūnai turi kelias magnetines jusles keliose organizmo vietose.

 Žmonės taip pat jaučia magnetinius laukus

 Mokslininkams pavyko nustatyti vieną magnetinį organą – vadinamąsias Lorenzini ampules, kurių yra ryklių bei rajų galvose ir kurios padeda jausti Žemės magnetinį lauką. Vienas iš sėkmingiausių eksperimentų, įrodančių ryklių gebėjimą jausti magnetinį lauką, buvo atliktas Havajuose 2005 metais. Į didelį varine viela apjuostą baseiną mokslininkai įleido bronzinį kūjaryklį ir šešis mažuosius melsvuosius ryklius. Prijungę elektros srovę jie sukūrė magnetinį lauką, dvigubai stipresnį nei Žemės. Dresavimo metu šerdami ryklius nustatytoje baseino vietoje mokslininkai įjungdavo magnetinį lauką. Vėliau užtekdavo įjungti lauką, kad rykliai kaipmat suplauktų į šėrimo vietą, nors pašaro niekas neduodavo. Eksperimentas aiškiai įrodo, kad rykliai reaguoja į magnetinio lauko pokyčius, tačiau neaišku, kam jiems reikalingas šis gebėjimas.

 Nors mokslininkai netiki, kad žmonės jaučia magnetinius laukus, Masačusetso universiteto mokslininkas Stevenas Reppertas įrodė, kad mūsų akyse esama kriptochromo – to paties baltymo, dėl kurio veikia paukščių ir vaisinių muselių „kompasai“. Šis baltymas mumyse turi visas savybės, būdingas magnetiniam kompasui. Reppertas išvedė vaisinių muselių mutantus, kurie nepajėgė pasigaminti aktyvaus kriptochromo ir į magnetizmą nereagavo. Tačiau įvedus žmogaus baltymo geno kodą, vabzdžiai vėl pradėjo jausti magnetinius laukus.

 Gali būti, kad mes nesąmoningai jaučiame Žemės magnetinį lauką, tik ar jis padeda mums surasti reikiamą kelią?