(DaveAlan/E+/Getty Images) Die Fähigkeit, das Magnetfeld unseres Planeten zu erkennen und es als Karte bei der Wanderung, Zielsuche oder Jagd zu verwenden, könnte durchaus eine der bemerkenswertesten Leistungen der Evolution sein, und sie ist auch eine der geheimnisvollsten.
Obwohl dieser starke Sinn bei vielen Tierarten, darunter Vögeln, Fledermäusen, Nagetieren und Fischen, gut etabliert ist, wissen wir immer noch nicht, wie diese Kreaturen ihn bewerkstelligen.
Neue Erkenntnisse über Chinook-Lachs ( Oncorhynchus tshawytscha ) haben nun die Hypothese bekräftigt, dass die Jungfische dieser Art mikroskopisch kleine Magnetorezeptoren nutzen, die in ihrem Gewebe eingebettet sind, um über das Erdmagnetfeld zu navigieren.
Zumindest scheinen sie dies zu tun, wenn sie im Meer sind. Sobald sie den Süßwasserstrom erreichen, gehen Forscher der Oregon State University (OSU) davon aus, dass sie auf ein anderes, auf Chemikalien basierendes System umsteigen könnten.
„Nach unserem Kenntnisstand sind diese Ergebnisse die ersten, die zeigen, dass ein magnetischer Impuls das Orientierungsverhalten von Fischen beeinflusst“, so die Autoren beanspruchen .
Wenn es Zeit zum Laichen ist, sind Chinook-Lachse dafür bekannt, dass sie genau zu dem Bach zurückkehren können, in dem sie geschlüpft sind. Derzeit gibt es zwei vorherrschende Theorien darüber, warum das so ist.
Es könnte sein, dass diese Fische das Erdmagnetfeld durch durch Magnetismus ausgelöste chemische Reaktionen wahrnehmen, oder dass sie es durch das Vorhandensein eines Magnetorezeptors im Tier selbst wahrnehmen. Es kann auch eine Mischung aus beidem sein.
Das Problem besteht darin, dass primäre Magnetorezeptoren bekanntermaßen schwer zu finden sind. Das sind sie wirklich klein, kann spärlich sein und fast überall platziert werden im Körper eines Tieres, daher ist es äußerst schwierig, eindeutige Beweise über sie zu sammeln.
Alles, was wir im Moment wirklich tun können, ist, die Tiere mit einem Magnetfeld zu „pulsen“ und zu sehen, ob sie reagieren.
In der OSU-Studie untersuchten die Forscher, was mit jungen Lachsen passiert, die magnetischen Impulsen ausgesetzt sind, im Vergleich zu denen, die keinen magnetischen Impulsen ausgesetzt waren.
Es wurden zwei unterschiedliche Umgebungen verwendet, eine, die ein lokales Magnetfeld nachahmte, und eine andere, die einen entfernten Meeresstandort im Chinook-Lachsgebiet nachahmte.
Im früheren lokalen Szenario stellten die Autoren fest, dass sich gepulste und nicht gepulste Fische nahezu identisch verhielten. Aber im größeren, globalen Szenario zeigten gepulste Fische keine zufällige Ausrichtung wie die anderen. Stattdessen zeigten ihre Köpfe zueinander in die gleiche Richtung.
„Interessanterweise ist bekannt, dass Lachse sowohl über einen magnetischen ‚Kompass‘ verfügen, der es ihnen ermöglicht, das Erdmagnetfeld als Richtungshinweis zu nutzen, als auch über eine magnetische ‚Karte‘, die es ihnen tatsächlich ermöglicht, ihre Position innerhalb eines Meeresbeckens einzuschätzen.“ Studienautoren erklären .
„Im Prinzip könnte der Mechanismus, der dem Kompass, der Karte oder beiden zugrunde liegt, durch den magnetischen Impuls beeinflusst worden sein.“
In diesem Fall glauben die Autoren, dass dieser zugrunde liegende Kompass etwas mit Magnetitkristallen zu tun hat, die in der Vergangenheit mit derselben Fischgruppe in Verbindung gebracht wurden.
„Unsere Ergebnisse stimmen mit der Hypothese überein, dass Magnetorezeptoren auf Magnetitkristallen basieren“, sagt Der OSU-Fischerei- und Wildtierbiologe David Noakes gibt jedoch zu, dass weitere Forschung erforderlich ist, um diese Hypothese zu überprüfen und ihre wahren Mechanismen aufzudecken.
„Wir versuchen, den Lebenszyklus der Lachse anhand der Punkte mit den höchsten Informationen zu verstehen – wann sie vom Süßwasser ins Salzwasser wechseln und wann sie umkehren und zurückkommen.“
Wenn die Ergebnisse stimmen, gehört Chinook-Lachs nun zu einer wachsenden Liste von Taxa, die von magnetischen Impulsen betroffen sind; aber was sagt uns das eigentlich? Trotz zunehmender Beweise ist dies bei primären Magnetorezeptoren nicht der Fall eindeutig identifiziert bisher bei keinem Tier.
Während bereits früher gezeigt wurde, dass magnetische Impulse das Orientierungsverhalten einer Vielzahl von Land- und Wassertieren beeinflussen, darunter Nagetiere, Fledermäuse, Vögel , Meeresschildkröte und Hummer sind die Ergebnisse gemischt und unklar.
Daher argumentieren die Autoren, dass ihre Ergebnisse bei Chinook-Lachsen mit der Magnetit-Hypothese übereinstimmen.
„Im Großen und Ganzen wissen diese Lachse, wo sie sind, wo sie sein sollen, wie sie dorthin gelangen und wie sie bei Bedarf Korrekturen vornehmen können.“ sagt Noakes.
„Während sie sich im Süßwasser befinden, prägen sie die chemische Natur des Wassers.“ Wenn sie auf Salzwasser treffen, schalten sie auf geomagnetische Hinweise um und erfassen diesen Breiten- und Längengrad, wohl wissend, dass sie zu diesen Koordinaten zurückkehren müssen.“
Die Studie wurde veröffentlicht in Das Journal of Experimental Biology .