Όλα τα ζωντανά κύτταρα θα μπορούσαν να έχουν τον μοριακό μηχανισμό για μια «έκτη αίσθηση»

Κάθε ζώο στη Γη μπορεί να περιέχει τον μοριακό μηχανισμό για να ανιχνεύσει τα μαγνητικά πεδία, ακόμη και εκείνοι οι οργανισμοί που δεν πλοηγούνται ή μεταναστεύουν χρησιμοποιώντας αυτή τη μυστηριώδη «έκτη αίσθηση».

Οι επιστήμονες που κάνουν πειράματα με μύγες φρούτων έχουν τώρα εντοπίσει ένα πανταχού παρόν μόριο σε όλα τα ζωντανά κύτταρα που μπορεί να ανταποκριθεί στη μαγνητική ευαισθησία εάν υπάρχει σε αρκετά υψηλές ποσότητες ή εάν άλλα μόρια το βοηθούν.

Τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η μαγνητοδεκτικότητα θα μπορούσε να είναι πολύ πιο κοινή στο ζωικό βασίλειο από ό,τι γνωρίζαμε ως τώρα. Εάν οι ερευνητές έχουν δίκιο, μπορεί να είναι ένα εκπληκτικά αρχαίο χαρακτηριστικό που μοιράζονται σχεδόν όλα τα ζωντανά όντα, αν και με διαφορετικές δυνάμεις.

Αυτό δεν σημαίνει ότι όλα τα ζώα ή τα φυτά μπορούν ενεργά να αισθάνονται και να ακολουθούν μαγνητικά πεδία, αλλά υποδηλώνει ότι όλα τα ζωντανά κύτταρα μπορεί, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας.

«Το πώς αισθανόμαστε τον εξωτερικό κόσμο, από την όραση, την ακοή μέχρι την αφή, τη γεύση και την όσφρηση, είναι καλά κατανοητό», λέει ο νευροεπιστήμονας Richard Baines από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ.

“Αλλά αντίθετα, ποια ζώα μπορούν να αισθανθούν και πώς ανταποκρίνονται σε ένα μαγνητικό πεδίο παραμένει άγνωστο. Αυτή η μελέτη έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο στην κατανόηση του πώς τα ζώα αισθάνονται και ανταποκρίνονται στα εξωτερικά μαγνητικά πεδία – ένα πολύ ενεργό και αμφισβητούμενο πεδίο.”

Η μαγνητική πρόσληψη μπορεί να ακούγεται σαν μαγική για εμάς, αλλά πολλά ψάρια, αμφίβια, ερπετά, πουλιά και άλλα θηλαστικά στη φύση μπορούν να αισθανθούν την έλξη του μαγνητικού πεδίου της Γης και να το χρησιμοποιήσουν για να πλοηγηθούν στο χώρο.

Επειδή αυτή η δύναμη είναι ουσιαστικά αόρατη στο είδος μας, χρειάστηκε πολύς χρόνος για να την προσέξουν οι επιστήμονες.

Μόνο στη δεκαετία του 1960 οι επιστήμονες έδειξαν ότι τα βακτήρια μπορούν να αισθανθούν μαγνητικά πεδία και να προσανατολιστούν σε σχέση με αυτά τα πεδία. Στη δεκαετία του 1970, ανακαλύψαμε ότι ορισμένα πουλιά και ψάρια ακολουθούν το μαγνητικό πεδίο της Γης όταν μεταναστεύουν.

Ακόμα και μέχρι σήμερα, ωστόσο, είναι ακόμα ασαφές πώς τόσα πολλά ζώα επιτυγχάνουν αυτά τα απίστευτα επιτεύγματα της πλοήγησης. Στη δεκαετία του 1970, οι επιστήμονες πρότειναν ότι αυτή η αίσθηση μαγνητικής πυξίδας θα μπορούσε να περιλαμβάνει ζεύγη ριζών, μόρια με ασύζευκτα ηλεκτρόνια εξωτερικού κελύφους που σχηματίζουν ένα ζεύγος μπλεγμένων ηλεκτρονίων των οποίων τα σπιν μεταβάλλονται από το μαγνητικό πεδίο της Γης.

Είκοσι δύο χρόνια αργότερα, ο κύριος συγγραφέας αυτής της μελέτης συνέγραψε μια νέα εργασία που πρότεινε ένα συγκεκριμένο μόριο στο οποίο θα μπορούσαν να σχηματιστούν τα ζεύγη ριζών.

Αυτό το μόριο – ένας υποδοχέας στον αμφιβληστροειδή των αποδημητικών πτηνών που ονομάζεται κρυπτόχρωμα – μπορεί να αισθανθεί το φως και τον μαγνητισμό και φαίνεται να λειτουργεί μέσω της κβαντικής εμπλοκής.

Με βασικούς όρους, όταν ένα κρυπτόχρωμο απορροφά φως, η ενέργεια ενεργοποιεί ένα από τα ηλεκτρόνια του, ωθώντας το να καταλάβει μία από τις δύο καταστάσεις περιστροφής, καθεμία από τις οποίες επηρεάζεται διαφορετικά από το γεωμαγνητικό πεδίο της Γης.

Τα κρυπτόχρωμα ήταν μια κορυφαία εξήγηση για το πώς τα ζώα αντιλαμβάνονται τα μαγνητικά πεδία για δύο δεκαετίες, αλλά τώρα ερευνητές στα Πανεπιστήμια του Μάντσεστερ και του Λέστερ εντόπισαν έναν άλλο υποψήφιο.

Χρησιμοποιώντας τα γονίδια των μυγών φρούτων, η ομάδα διαπίστωσε ότι ένα μόριο που ονομάζεται δινουκλεοτίδιο αδενίνης φλαβίνης (FAD), το οποίο συνήθως σχηματίζει ένα ζεύγος ριζών με κρυπτοχρώματα, είναι στην πραγματικότητα ένας μαγνητοϋποδοχέας από μόνο του.

Αυτό το βασικό μόριο βρίσκεται σε διαφορετικά επίπεδα σε όλα τα κύτταρα και όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση, τόσο πιο πιθανό είναι να προσδώσει μαγνητική ευαισθησία, ακόμη και όταν λείπουν τα κρυπτοχρώματα.

Στις μύγες των φρούτων, για παράδειγμα, όταν το FAD διεγείρεται από το φως, δημιουργεί ένα ριζικό ζεύγος ηλεκτρονίων που ανταποκρίνονται στα μαγνητικά πεδία.

Ωστόσο, όταν υπάρχουν κρυπτοχρώματα παράλληλα με τα FAD, η ευαισθησία ενός κυττάρου στα μαγνητικά πεδία αυξάνεται.

Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι τα κρυπτοχρώματα δεν είναι τόσο απαραίτητα όσο πιστεύαμε για τη μαγνητοδεκτικότητα.

«Ένα από τα πιο εντυπωσιακά ευρήματά μας, και αυτό που έρχεται σε αντίθεση με την τρέχουσα κατανόηση, είναι ότι τα κύτταρα συνεχίζουν να «αισθάνονται» τα μαγνητικά πεδία όταν υπάρχει μόνο ένα πολύ μικρό κομμάτι κρυπτοχρώματος», εξηγεί ο νευροεπιστήμονας του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ Άνταμ Μπράντλαου.

«Αυτό δείχνει ότι τα κύτταρα μπορούν, τουλάχιστον σε εργαστήριο, να ανιχνεύσουν μαγνητικά πεδία με άλλους τρόπους».

Η ανακάλυψη θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί τα ανθρώπινα κύτταρα δείχνουν ευαισθησία στα μαγνητικά πεδία στο εργαστήριο. Η μορφή του κρυπτοχρώματος που υπάρχει στα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς του είδους μας έχει αποδειχθεί ικανή για μαγνητοδεκτικότητα σε μοριακό επίπεδο όταν εκφράζεται σε μύγες φρούτων.

Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι οι άνθρωποι χρησιμοποιούν αυτή τη λειτουργία, ούτε υπάρχουν στοιχεία ότι το κρυπτόχρωμα καθοδηγεί τα κύτταρά μας να ευθυγραμμιστούν κατά μήκος των μαγνητικών πεδίων στο εργαστήριο.

Ίσως το FAD να είναι ο λόγος.

Παρόλο που τα ανθρώπινα κύτταρα δείχνουν ευαισθησία στο μαγνητικό πεδίο της Γης, δεν έχουμε συνειδητή αίσθηση αυτής της δύναμης. Ίσως αυτό οφείλεται στο ότι δεν έχουμε κρυπτοχρώματα που να βοηθούν.

«Αυτή η μελέτη μπορεί τελικά να μας επιτρέψει να εκτιμήσουμε καλύτερα τις επιπτώσεις που μπορεί να έχει η έκθεση στο μαγνητικό πεδίο στους ανθρώπους», λέει ο γενετικός βιολόγος Ezio Rosato από το Πανεπιστήμιο του Leicester.

“Επιπλέον, επειδή το FAD και άλλα συστατικά αυτών των μοριακών μηχανών βρίσκονται σε πολλά κύτταρα, αυτή η νέα κατανόηση μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους έρευνας για τη χρήση μαγνητικών πεδίων για τον χειρισμό της ενεργοποίησης των γονιδίων-στόχων. Αυτό θεωρείται ιερό δισκοπότηρο ως πειραματικό εργαλείο και πιθανώς τελικά για κλινική χρήση».

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.

Πηγή: sciencealert.com