Fugle har kvantemekanik i øjnene, bekræfter nye forsøg

Molekyle fra fugleøjne reagerer kvantekemisk på magnetisme og hjælper dem måske til at navigere efter Jordens magnetfelt.

Artiklens øverste billede
Rødkælken har et molekyle i øjet, som kan sanse magnetisme. Arkivfoto: Francis C. Franklin/Wikimedia Commons

I årtier har en hypotese været, at trækfugle kan sanse Jordens magnetfelt og orientere sig efter det, fordi de har en særlig slags lysfølsomme proteiner kaldet kryptokromer i øjnene.

Kryptokromerne reagerer kvantekemisk og bliver magnetiske, når de rammes af lyset, lyder teorien i grove træk.

Nu har en international gruppe forskere med en dansk professor i spidsen afprøvet hypotesen i laboratorieforsøg. Det skriver Videnskab.dk.

I et studie, netop publiceret på forsiden af det videnskabelige tidsskrift Nature, beskriver forskerne, hvordan kryptokrom-molekyler nøjagtig magen til dem, der sidder i øjet på en trækfugl af arten rødhals, bliver magnetisk sensitive, når de bestråles med lys.

»Ikke i min vildeste fantasi…«

Magnetismen opstår, fordi elektroner inde i molekylerne i splitsekunder bringes i en kvantetilstand, viser forsøgene, hvor forskerne har kigget ind i kryptokromerne med et avanceret spektrometer, der måler elektromagnetiske spektre.

Læs også: Dansk satellit skal afsløre trækfugles mystiske rejser

»Da jeg startede med at forske i fugles navigationsevne, havde jeg ikke i min vildeste fantasi forestillet mig, at vi ville nå til et punkt, hvor vi kan se, hvordan elektronerne hopper inde i molekylerne,« siger den danske biologiprofessor Henrik Mouritsen, der forsker i fugles magnetsans på Oldenburg Universitet i Tyskland.

Henrik Mouritsen har i årtier været på jagt efter svar på spørgsmålet om, hvordan fugle bruger Jordens magnetfelt til at orientere sig, og han står bag flere meget citerede studier om emnet i anerkendte videnskabelige tidsskrifter.

Hypotese: Lys skaber atomar magnetisme

Professorens nye forsøg understøtter en hypotese, som oprindelig blev fremlagt i 1978 af en tysk fysiker ved navn Klaus Schulten.

Klaus Schulten udviklede teorien om, at fugle sanser og navigerer efter Jordens magnetfelt ved hjælp af kryptokromer. Kryptokromer er proteiner, der findes i forskellige varianter i alle levende organismer, også i mennesker.

Når fugles kryptokromer rammes af lyspartikler, opstår der atomar magnetisme, mente Klaus Schulten.

Atomar magnetisme dannes, når elektroner roterer omkring deres egen akse, samtidig med at de kredser om atomkernerne, ligesom Jorden roterer, når den kredser omkring Solen.

Elektronernes rotationer kaldes spin.

Læs også: Store opdagelser: Den mageløse kvantemekanik

Forsøg bekræfter hypotesen

Elektroner i fugles kryptokromer sættes i splitsekunder i spintilstand, når de rammes af lyspartikler, viser de nye forsøg – præcis som Klaus Schulten forudsagde i sin teori.

Elektronernes bevægelser og øjeblikkene, hvor der opstår atomar magnetisme, er så små og kortvarige, at de kun kan beskrives med kvantefysikkens love.

Så i de nye forsøg har Henrik Mouritsen og hans hold samarbejdet med kvantefysikere og kemikere fra Oxford Universitet i England.

»I Oxford har de et spektrometer, som er 1.000 gange mere sensitivt end alle andre spektrometre i verden. Med det kunne vi måle, at elektronerne bevæger sig inde i molekylet, præcis som det er forudset teoretisk, når de udsættes for lys. Og at elektronbevægelserne påvirkes af et udefrakommende statisk magnetfelt,« fortæller Henrik Mouritsen til Videnskab.dk.

16 års arbejde går forud

Forud for Henrik Mouritsen og kollegaernes nyeste observationer ligger 16 års arbejde i laboratoriet med at få fremstillet kryptokrom-molekyler med nøjagtig samme dna som dem, der sidder i rødkælkens øjne.

Professoren håber, at det nye studie på sigt kan indgå i svaret på, hvordan fugle sanser Jordens magnetfelt.

»Vi ved, hvordan de andre sanser virker. Vi hører med ørene, vi ser med øjnene, og vi smager med tungen. Men dyrs kompassans er stadig et mysterium. Med det her studie tror jeg på, at vi er kommet et godt stykke nærmere en forståelse,« siger han.

Artiklen er publiceret i samarbejde med videnskab.dk

Mere som dette

Andre læser

Mest læste

Mest læste Finans

Giv adgang til en ven

Hver måned kan du give adgang til 5 låste artikler.
Du har givet 0 ud af 0 låste artikler.

Giv artiklen via:

Modtageren kan frit læse artiklen uden at logge ind.

Du kan ikke give flere artikler

Næste kalendermåned kan du give adgang til 5 nye artikler.

Teknisk fejl

Artiklen kunne ikke gives videre grundet en teknisk fejl.

Ingen internetforbindelse

Artiklen kunne ikke gives videre grundet manglende internetforbindelse.

Denne funktion kræver Digital+

Med et Digital+ abonnement kan du give adgang til 5 låste artikler om måneden.

ALLEREDE ABONNENT?  LOG IND

Denne funktion kræver Digital+

Med et abonnement kan du lave din egen læseliste og læse artiklerne, når det passer dig.

Teknisk fejl

Artiklen kunne ikke tilføjes til læselisten, grundet en teknisk fejl.

Forsøg igen senere.

Del artiklen
Relevant for andre?
Del artiklen på sociale medier.

Du kan ikke logge ind

Vi har i øjeblikket problemer med vores loginsystem, men vi har sørget for, at du har adgang til alt vores indhold, imens vi arbejder på sagen. Forsøg at logge ind igen senere. Vi beklager ulejligheden.

Du kan ikke logge ud

Vi har i øjeblikket problemer med vores loginsystem, og derfor kan vi ikke logge dig ud. Forsøg igen senere. Vi beklager ulejligheden.