Artikkel on rohkem kui viis aastat vana ja kuulub arhiivi, mida ERR ei uuenda.

Tuvide magnettaju ajab teadlased segadusse

Tuvides on rohkem kui silmale paistab.
Tuvides on rohkem kui silmale paistab. Autor/allikas: PM/Scanpix
Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa

Le-Qing Wu ja David Dickman on leidnud neuronid, mis aitavad tuvidel ning ka tõenäoliselt mõningatel teistel magnettaju omavatel liikidel Maa magnetvälja abil orienteeruda määrates nii selle suuna, tugevuse, kui ka magnetvälja polaarsuse.


Osa Maal elavatest liikidest nagu tuvid, merikilpkonnad, langustid ning pimerotid kasutavad tee leidmiseks Maa magnetvälja abi. Lindude puhul on teadlased seda juba teadnud 1960. aastatest. Täpse seda võimaldava mehhanismi leidmine on osutunud tunduvalt raskemaks. Seni on arvatud, et lindude magnetväljale reageerivad retseptorid asuvad nende nokas ja/või silmades. Aastate lõikes on välja pakutud isegi teooriaid, mille kohaselt tajub magnetvälja vaid üks tuvi silmadest. Wu ja Dickman'i töö muudab küsimust aga veelgi keerukamaks.


Eelmisel aastal näitasid nad, et magnetvälja muutuse korral aktiviseeruvad lindudel närvirakud neljas erinevas ajupiirkonnas. Laenglema löövad tasakaalu koordineerimise eest vastutavad aju ning selga ühendavas piirkonnas asuvad neuronid, osa taalamusest, aju nägemiskeskus ning hipokampus, mis mängib kandvat rolli isendite ruumilises mälus. Linnud näisid seeläbi kasutavat korraga nii nägemis-, kuulmis- ning tasakaalu eest vastutavat elundkonda. Sellega nende uurimistöö ei piirdunud.


Järgnevalt kasutasid nad seitset tuvi ning mõõtsid korraga 329 tasakaalusüsteemilt signaale saada võiva üksiku neuroni tegevust. Linnud paigutati ükshaaval avatud metallkuubikusse, mida rakendades oli võimalik esile kutsuda kunstlik magnetvälja muutus. Katse toimus pimedas elimineerimaks nägemiskeskuse aktiviseerumist. Eksperimendi käigus leidis teadlastepaar, et erinevatel puhkudel aktiviseerusid 53 piirkonnas asuvat neuronit. Erineva magnetvälja suuna puhul hakkasid laenglema erinevad neuronid.


Samuti oli need seda märksa altimad tegema, mida tugevam magnetväli oli. Huvitava faktina mängis olulist rolli ka magnetvälja orientatsioon. Kokkuleppelise põhjasuuna korral oli signaal tugevaim, mil vastupidise olukorra puhul oli see nõrgim. Varjasemad eksperimendid olid selle nähtuse ilmnemise ümber lükanud. Närvirakud olid samas tundlikumad magnetväljadele, mille tugevus oli ligilähedane Maa magnetvälja omale. Järgmisena plaanib duo välja selgitada, kuidas tuvid sellise info põhjal orienteeruvad.


Tegu võib olla GPS'i sarnase süsteemiga, kuna Maa magnetväli ei ole kõikjal ühesugune. Magnetvälja suunda peegeldav neuronite laenglemine toimiks kompassina. Samuti näib magnettaju andvat piisavalt infot ka linnu asukoha hetke kõrguse kohta. Samas tõstatab uurimus uusi küsimusi.


Seni laialdaseimalt aktsepteerimist leidnud 2000. aastal Klaus Schulten'i ja Thorsten Ritz'i poolt avaldatud teoorias mängib magnetväljade tajumises peamist rolli bioloogia ja kvantfüüsika ebaharilik liit. Silmas paiknev krüptokroomi nime kandev valk annab ühe oma elektroni oma naabermolekulile FAD, kui valku sinine valgus tabab. Molekulidele ebatüüpilise olukorra käigus on korraga nii krüptokroomil, kui ka FAD'il üksik elektron, mida tuntakse radikaalide- paari nime all.


Paaris on mõlemad elektronid teineteisega spinni kaudu seotud. Seejuures võib elektronide spinn olla nii sama-, kui vastasuunaline. Erinevates seisundites on ka sellega seotud keemiliste reaktsioonide kiirus erinev. Radikaalide paar saab kahe oleku vahel hüpata, millele aitab kaasa ka kohaliku Maa magnetvälja nurk. Silmas toimuvate keemiliste reaktsioonide erinevat kiirust saab omakorda tõlgendada parasjagu tajutava magnetvälja tugevusena. Teooria tõestab, kuidas rakud saavad selle tajumiseks piisavalt tundlikud olla.


Krüptokroom on seotud aga N-parveks kutsutava ajurakkude grupiga. Viimase aktiveerumist Wu ja Dickman oma uurimuses ei täheldanud! Samuti andsid nende uurimuses aktiviseerunud neuronid infot polarisatsiooni kohta, milleks krüptokroomi-põhised retseptorid võimelised ei ole. Artikli avaldamiseks andmise ajal arvas seega duo, et selleks kasutatakse hoopis magnetiidi-põhiseid retseptoreid, mis töötavad nagu miniatuursed magnetnõelad. Paar nädalat tagasi avaldatud uurimuses leiti aga, et linnunokas asuvad kandidaatrakud on seotud hoopis immuunsusega.


Wu ja Dickman'i uurimus ilmus ajakirjas Science.

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: