10 March, 2021

Magnetorecepcja

Zmysł pozwalający organizmowi na detekcję pola magnetycznego, co dalej może być wykorzystane do nawigacji w terenie. Stwierdzony u bakterii, stawonogów, mięczakówi wielu kręgowców. U ludzi uważa się, że zmysł nie jest (dobrze) rozwinięte, ale w oku występuje odpowiednie białko kryptochromowe, które potencjalnie może być aktywne i funkjonalne magnetoreceptywnie.

Mechanizm magnetorecepcji

Generalnie nieznany, ale:

  1. Białko kryptochromowe - reakcja fizykochemiczna na zasadzie rezonansu magnetycznego i reakcji wzbudzania spinowego. Biorąc pod uwagę natężenie pola magnetycznego Ziemi (0.5 gausa) - najbardziej prawdopodobny mechanizm (występuje u wielu zwierząt, w tym człowieka).

  2. "Ciałka żelazowe" (magnetyt, maghemit) - silne właściwości magnetyczne żelaza; ciałka stwierdzone u ptaków.

  3. Ampułki Lorenzini'ego - organ elektroreceptywny, możliwe, że wykrywa również pole magnetyczne na zasadzie prawa indukcji elektromagnetycznej Faraday'a; stwierdzone u ryb chrzęstnoszkieletowych (np. rekin).

  4. Endosymbiotyczne bakterie - o właściwościach magnetycznych (najmniej prawdopodobne?)

Wiltschko W, Wiltschko R (2008) Magnetic orientation and magnetoreception in birds and other animals. Journal of Comparative Physiology A 191(8):675–693, doi:10.1007/s00359-005-0627-7

Fleissner G, Wellenreuther G, Heyers D, Mouritsen H, Thalau P, Kuehbacher M, Schuchardt K, Fleissner G, Falkenberg G (2010) Avian magnetoreception: elaborate iron mineral containing dendrites in the upper beak seem to b a common deature of birds. PLOS ONE 5(2):e9231

Eviatar N, Rodgers FR, Werber Y, Vortman Y (2020) Symbiotic magnetic sensing: raising evidence and beyond. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 375(1808):20190595, doi:10.1098/rstb.2019.0595

Mechanizm magnetorecepcji

Przykłady zwierząt

Żółwie - kluczowe podczas pierwszej wędrówki do morza i w morzu.

Przykłady zwierząt

Lisy - skacząc na ofiarę typu mały gryzoń często wybierają kierunek na osi północ-wschód. Najwięcej udanych ataków na kieruku północnym.

Z: "Fox 'rangefinder' sense expands the magnetic menagerie". blogs.nature.com. Nature Publishing Group / Macmillan. Retrieved 6 June 2014

Przykłady zwierząt

Psy - najchetniej "załatwiają się" mając ciało zoriwnowane na osi północ-południe

Hart V, Nováková P, , Petra; Malkemper EP, Begall S, Hanzal V, Ježek M, Kušta T, Němcová V, Adámková J, Benediktová K, Červený J, Burda H (2013) Dogs are sensitive to small variations of the Earth's magnetic field. Frontiers in Zoology 10(1): 80, doi:10.1186/1742-9994-10-80.

Człowiek

Stwierdzone białko cytochromowe

Foley EF, Gegear JR, Repper SM (2011) Human cryptochrome exhibits light-dependent magnetosensitivity. Nature Communications 2 (356), doi.org/10.1038/ncomms1364

Człowiek

Wrażliwy na działanie pola magnetycznego, video

Inny przykład, głodni mężczyźni, ale nie kobiety, "uwzględniali/wyczuwali" kierunek północny lub wschodni, który wcześniej był związny z pokarmem.

Chae K-S, Oh I-T, Lee S-H, Kim S-C (2019) Blue light-dependent human magnetoreception in geomagnetic food orientation. PLoS ONE 14(2): e0211826. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0211826

Człowiek

Magnetosensory podskórne

Bermúdez GSC, Fuchs H, Bischoff L, Fassbender J, Makarov D (2018) Electronic-skin compasses for geomagnetic field-driven artificial magnetoreception and interactive electronics. Nature Electronics 1, pages589–595, doi.org/10.1038/s41928-018-0161-6