Vedci potvrdili, že holuby vnímajú magnetické pole Zeme pomocou elektrických signálov vo vnútornom uchu, čím objasnili ich výnimočnú navigačnú schopnosť.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: Janny2
Už v roku 1882 zoológ Camille Viguier navrhol, že vtáky a iné stavovce sa môžu orientovať prostredníctvom magnetického poľa Zeme. Predpokladal, že magnetizmus vyvoláva vo vnútornom uchu slabé elektrické prúdy, ktoré dokážu zachytiť špecializované bunky podobne ako kompas. Jeho myšlienka však zapadla do zabudnutia.
Teórie o magnetorecepcii
Neskôr sa ukázalo, že mnohé zvieratá skutočne dokážu vnímať zemské magnetické pole. Tento zmysel nazývame magnetorecepcia. Vysvetlenia, ako to robia, sa však sústredili najmä na iné mechanizmy.
Najpevnejšie podložený je ten, v ktorom svetlocitlivé proteíny kryptochrómy v sietnici reagujú na magnetické pole a poskytujú zvieraťu akýsi „magnetický zrak“. Menej potvrdená je predstava o kryštáloch magnetitu v tele, ktoré by sa v magnetickom poli otáčali a tým stimulovali nervové receptory. Niektorí vedci tvrdia, že magnetit sa nachádza pri nervoch v zobákoch vtákov či v nose pstruhov, no jeho existencia zostáva kontroverzná.
Keďže sa ako možné miesto magnetického senzora navrhovalo aj vnútorné ucho, výskumníci sa pokúšali prísť na to, či v ňom nenájdu dôkaz o tom, ako by mohla magnetorecepcia fungovať. V roku 2012 David Dickman a Le-Qing Wu z Baylor College of Medicine zaznamenali v mozgu holubov signály pochádzajúce z vnútorného ucha, ktoré zrejme niesli informácie o magnetickom poli. Domnievali sa, že senzormi by mohli byť vláskové bunky v oblasti zvanej lagena, ktorá pomáha vnímať pohyb.
Tento výsledok zaujal neurovedca Davida Keaysa z Mníchova. Začal hľadať magnetit priamo v lagene, no v roku 2019 nič nenašiel. Zlom nastal, keď jeho doktorand Gregory Nordmann objavil Viguierov starý článok. Keays a jeho tím sa rozhodli preskúmať polkruhovité kanáliky vnútorného ucha – orgánu, ktorý zodpovedá za rovnováhu a orientáciu. Vedeli, že žraloky a raje vnímajú slabé elektrické polia pomocou buniek s napäťovo riadenými iónovými kanálmi, teda proteínmi, ktoré reagujú na zmeny elektrického napätia v membráne. Ak by podobné bunky mali aj holuby, ich polkruhovité kanáliky by mohli fungovať ako elektrický obvod, ktorý premieňa magnetické informácie na elektrické signály – presne tak, ako to pred viac ako storočím navrhol Viguier.
Holuby sa orientujú pomocou viacerých mechanizmov naraz
Aby Keaysov tím zistil, ktorá časť mozgu na tieto signály reaguje, vložil 13 holubov do zariadenia, ktoré odstráni prirodzené magnetické pole a vytvára kontrolované zmeny magnetizmu. Po experimente vedci vtáky utratili a do ich mozgu aplikovali protilátku, ktorá sa viaže na neuróny s nedávnou génovou aktivitou – teda na tie, ktoré sa pravdepodobne aktivovali pri vnímaní magnetizmu. Po chemickom spriehľadnení mozgov mikroskop odhalil konkrétne bunky, ktoré reagovali na magnetické pole. Aby vylúčili mechanizmus závislý od svetla, rovnaký experiment zopakovali v úplnej tme s ďalšími 14 holubmi.
Výsledky boli jasné: aktivovali sa vestibulárne jadrá v mozgovom kmeni, čo je oblasť spracúvajúca signály z vnútorného ucha. Odtiaľ signály putovali do mezopália, kde sa integrujú zmyslové podnety, a tiež do hipokampu, kľúčovej oblasti pre orientáciu v priestore. Výskum poskytuje presvedčivý dôkaz, že vnútorné ucho holubov dokáže prekladať magnetické informácie na elektrické impulzy, ktoré mozog využíva pri navigácii.
Podľa neurológa Erica Warranta je to „technické majstrovské dielo“ a zároveň potvrdenie úplne nového spôsobu magnetorecepcie. Dnešné poznatky naznačujú, že holuby sa orientujú pomocou viacerých mechanizmov naraz – magnetického zraku, možných štruktúr s magnetitom a teraz aj indukovaných elektrických prúdov vo vnútornom uchu. Práve táto kombinácia im umožňuje nájsť cestu domov s pozoruhodnou presnosťou.
Zdroj: Science
(LDS)
