(kart31/iStock) Das Rätsel hinter der Navigation von Vögeln könnte endlich gelöst werden: Es ist nicht das Eisen in ihren Schnäbeln, das für einen magnetischen Kompass sorgt, sondern ein Protein in ihren Augen, das ihnen ermöglicht, die Magnetfelder der Erde zu „sehen“.
Diese Erkenntnisse stammen aus zwei Arbeiten – einer untersucht Rotkehlchen, der andere Zebrafinken.
Das ausgefallene Augenprotein heißt Cry4 und gehört zu einer Klasse von Proteinen namens Cryptochrome – Photorezeptoren, die auf blaues Licht reagieren und sowohl in Pflanzen als auch in Tieren vorkommen. Diese Proteine spielen eine Rolle dabei Regulierung des Tagesrhythmus .
In den letzten Jahren gab es auch Hinweise darauf, dass die Kryptochrome in ihren Augen bei Vögeln für ihre Fähigkeit verantwortlich sind, sich durch die Wahrnehmung magnetischer Felder zu orientieren, ein Sinn, der als Magnetorezeption bezeichnet wird.
Wir wissen, dass Vögel das können nehmen nur Magnetfelder wahr wenn bestimmte Lichtwellenlängen verfügbar sind – konkret: Studien haben gezeigt diese aviäre Magnetorezeption scheint abhängig von blauem Licht .
Dies scheint zu bestätigen, dass es sich bei dem Mechanismus um einen visuellen Mechanismus handelt, der auf den Cryptochromen basiert, die möglicherweise in der Lage sind, die Felder zu erkennen Quantenkohärenz .
Um weitere Hinweise auf diese Kryptochrome zu finden, machten sich zwei Biologenteams an die Arbeit. Forscher der Universität Lund in Schweden untersuchten Zebrafinken und Forscher der Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg in Deutschland untersuchten Rotkehlchen.
Das Lund-Team maß die Genexpression der drei Kryptochrome Cry1, Cry2 und Cry4 im Gehirn, in den Muskeln und in den Augen von Zebrafinken. Ihre Hypothese war, dass die mit der Magnetorezeption verbundenen Kryptochrome über den Tagesverlauf hinweg eine konstante Aufnahme aufrechterhalten sollten.
Sie fanden heraus, dass Cry1 und Cry2, wie für die Gene der zirkadianen Uhr zu erwarten war, täglich schwankten – Cry4 jedoch in konstanten Mengen exprimierte, was es zum wahrscheinlichsten Kandidaten für die Magnetorezeption macht.
Dieser Befund wurde durch die Robin-Studie gestützt, die dasselbe fand.
„Wir fanden außerdem heraus, dass die mRNA von Cry1a, Cry1b und Cry2 robuste zirkadiane Schwingungsmuster aufweist, wohingegen Cry4 nur eine schwache zirkadiane Schwingung zeigt.“ schrieben die Forscher .
Aber sie haben auch noch ein paar andere interessante Erkenntnisse gewonnen. Das erste ist, dass Cry4 in einer Region der Netzhaut gehäuft ist, die viel Licht empfängt – was für die lichtabhängige Magnetorezeption sinnvoll ist.
Der andere Grund besteht darin, dass Rotkehlchen im Vergleich zu nicht wandernden Hühnern während der Zugsaison eine erhöhte Cry4-Expression aufweisen.
Beide Forschergruppen weisen darauf hin, dass weitere Forschung erforderlich ist, bevor Cry4 als das für die Magnetorezeption verantwortliche Protein erklärt werden kann.
Die Beweise sind stark, aber nicht endgültig, und sowohl Cry1 als auch Cry2 sind ebenfalls an der Magnetorezeption beteiligt, ersteres an Gartensänger und letzteres in Fruchtfliegen .
Die Beobachtung von Vögeln mit nicht funktionierendem Cry4 könnte helfen, die Rolle zu bestätigen, die es zu spielen scheint, während weitere Studien erforderlich sein werden, um die Rolle von Cry1 herauszufinden.
So könnte ein Vogel Magnetfelder sehen. ( Theoretische und computergestützte Biophysik/UofI )
Was sieht ein Vogel eigentlich? Nun, wir können nie wissen, wie die Welt mit den Augen einer anderen Spezies aussieht, aber wir können eine sehr sichere Vermutung anstellen.
Laut Forschern an der Theoretical and Computational Biophysics Group an der University of Illinois in Urbana-Champaign, deren Forscher Klaus Schulten erstmals 1978 magnetorezeptive Kryptochrome vorhergesagt , könnten sie einen Magnetfeldfilter über das Sichtfeld des Vogels liefern – wie im Bild oben.
Die Zebrafinken-Studie wurde im veröffentlicht Zeitschrift der Royal Society Interface , und die Robin-Studie wurde veröffentlicht in Aktuelle Biologie .
H/t Wissenschaftsnachrichten .
Eine Version dieses Artikels wurde ursprünglich im April 2018 veröffentlicht.