„Nu au pe cine să urmeze”: modul în care păsările migratoare folosesc mecanica cuantică pentru a naviga mii de kilometri

Se strâng dovezi care explică modul în care păsările folosesc câmpul magnetic al Pământului pentru a zbura mii de kilometri cu o precizie infailibilă – o descoperire care ar putea contribui la progresul tehnologiei cuantice, scrie The Guardian.
Pentru urechile experimentate, ciripitul cintezelor sau al ciorcârliilor este un semn al primăverii la fel de sigur ca și primul mugure de floare. Până la finalul lunii martie, aceste păsări se întorc din călătoriile de peste iarnă, zburând spre casă către locurile de reproducere aflate la mii de kilometri distanță – unele specii se întorc pe teritoriul natal cu o precizie de câțiva centimetri. Deși ideea de migrație evocă adesea viziuni izbitoare de stoluri imense de gâște și murmure de stârci, „majoritatea”, spune Miriam Liedvogel, director al Institutului de Cercetare Aviară (IAR) din Germania, „migrează noaptea și singure, astfel încât nu au pe cine să urmărească”.

Liedvogel a fost fascinată de păsări încă din copilărie și de multe ori s-a întrebat cum reușesc acestea să parcurgă aceste migrații îndelungate. Ea nu este singura, chiar și Aristotel meditând la acest mister și concluzionând în mod eronat că unele păsări se transformă în alte specii. După cum subliniază Liedvogel, comportamentul de migrație este variat și multe lucruri rămân necunoscute, dar acum avem suficiente date privind comportamentul păsărilor pentru a exclude transformarea speciilor, printre alte teorii. Studiile au arătat că 95% dintre păsările migratoare călătoresc noaptea, singure și fără îndrumarea părinților, astfel încât comportamentul trebuie să fie parțial moștenit. Aceste păsări folosesc câmpul magnetic al Pământului pentru a-și găsi drumul și este probabil ca cel puțin o parte din mecanismul biologic care le permite să facă acest lucru să poată fi explicat prin mecanica cuantică.

Biofizicianul Klaus Schulten a venit în 1978, alături de colegii săi Charles Swenberg și Albert Weller de la Institutul Max Planck de Chimie Biofizică din Germania, cu ideea favorizată în prezent pentru a explica detectarea câmpului magnetic la păsări. Ideea se bazează pe ceea ce se întâmplă atunci când electronii capătă energie. Un răspuns mai familiar ar putea fi generarea unui curent, ca într-un dispozitiv fotovoltaic (sau celulă solară) atunci când soarele este prezent, dar pot avea loc și alte efecte. Electronii preferă să stea în perechi, dar absorbția de energie poate duce la trecerea unui electron de la o moleculă la alta. În acest moment, atât molecula care primește un electron, cât și molecula care îl donează au electroni neîmperecheați, ceea ce face ca moleculele respective să primească denumirea de „radical liber”.

Electronii au o proprietate cuantică descrisă ca „spin”, iar atunci când doi radicali liberi sunt formați în acest fel, spin-urile se așează într-un mod care este sensibil la câmpurile magnetice. Acest lucru înseamnă că orice schimbare biochimică pe care molecula o suferă în timpul proceselor corporale naturale ale păsării – și ratele acestor reacții – vor fi afectate de prezența unui câmp magnetic. Așadar, acest „efect radical de pereche” ar putea permite păsărilor să detecteze un câmp magnetic. Cu toate acestea, cercetătorii au sugerat, de asemenea, că puțin oxid de fier magnetic încorporat în ciocul unei păsări ar putea face cam același lucru, acționând ca un mic ac de busolă. Particulele de magnetită ajung peste tot: se află în alimentele pe care le consumăm și sunt transportate de aerul pe care îl respirăm, astfel încât este inevitabil ca ele să ajungă în țesuturile noastre corporale. Oamenii au raportat că le-au găsit în capul păsărilor, deși nu acolo unde pot intra în creier pentru ca acesta să detecteze câmpurile magnetice. Mai mult, o bucățică de magnetită nu ar putea explica singură comportamentul de navigație observat la păsări.

Articolul integral, pe The Guardian