همه موجودات زنده ممکن است ماشین مولکولی برای “حس ششم” داشته باشند!
هر حیوانی روی زمین ممکن است ابزار یا ماشین مولکولی را برای حس کردن میدان‌های مغناطیسی در خود داشته باشد، حتی موجوداتی که با استفاده از این حس ششم مرموز حرکت یا مهاجرت نمی‌کنند.
دانشمندانی که روی مگس‌های میوه کار می‌کنند، اکنون یک مولکول موجود در همه سلول‌های زنده را شناسایی کرده‌اند که اگر به اندازه کافی وجود داشته باشد به مولکول‌های دیگر به آن کمک کنند، تا به میدان مغناطیسی حساس باشند.
یافته‌های جدید نشان می‌دهد که حس مغناطیسی می‌تواند در قلمرو حیوانات بسیار رایج‌تر از آنچه تاکنون می‌دانستیم باشد. اگر حق با محققین باشد، ممکن است این یک ویژگی باستانی شگفت‌انگیز باشد که تقریباً در همه موجودات زنده مشترک است، البته با شدت‌های مختلف.
البته این یافته به این معنی نیست که همه جانوران یا گیاهان می‌توانند به طور فعال میدان‌های مغناطیسی را حس کنند و دنبالش کنند، اما نشان می‌دهد که همه سلول‌های زنده، از جمله سلول‌های ما، ممکن است ابزار لازم را داشته باشند.
ریچارد بینز، یک عصب‌شناس از دانشگاه منچستر، می‌گوید : «اینکه چگونه ما دنیای پیرامون خود را توسط حس‌های بینایی، سنوایی تا لامسه، جشایی و بویایی حس می‌کنیم، به خوبی درک شده است. اما در مقابل، اینکه کدام حیوانات می‌توانند حس کنند و چگونه به یک میدان مغناطیسی واکنش نشان بدهند، ناشناخته باقی مانده است. این مطالعه پیشرفت‌های قابل توجهی در درک چگونگی حس و واکنش حیوانات به میدان‌های مغناطیسی خارجی داشته است.»
درک مغناطیسی ممکن است برای ما مانند جادو به نظر برسد، اما بسیاری از ماهی‌ها، دوزیستان، خزندگان، پرندگان و سایر پستانداران در طبیعت می‌توانند کشش میدان مغناطیسی زمین را حس کرده و از آن برای حرکت در فضا استفاده کنند.
از آنجایی که این نیرو اساساً برای گونه ما نامرئی است، مدت زمان قابل توجهی طول کشید تا دانشمندان متوجه آن شوند.
تازه در دهه ۱۹۶۰ بود که دانشمندان نشان دادند که باکتری‌ها می‌توانند میدان‌های مغناطیسی را حس کنند و خود را متناسب با آن میدان‌ها جهت‌دهی کنند. در دهه ۱۹۷۰ متوجه شدیم که برخی از پرندگان و ماهی‌ها هنگام مهاجرت از میدان مغناطیسی زمین پیروی می‌کنند.
با این حال، حتی تا به امروز، هنوز مشخص نیست که چگونه بسیاری از حیوانات به این شاهکار‌های باورنکردنی ناوبری دست می‌یابند.
در دهه ۱۹۷۰، دانشمندان پیشنهاد کردند که این حس قطب‌نمای مغناطیسی می‌تواند شامل جفت‌های رادیکال باشد، یعنی مولکول‌هایی با الکترون‌های لایه بیرونی جفت‌نشده که جفت الکترون‌های درهم‌تنیده‌ای را تشکیل می‌دهند که اسپین‌های آن‌ها توسط میدان مغناطیسی زمین تغییر می‌کند.
بیست و دو سال بعد، محقق اصلی آن تحقیق، مقاله جدیدی را ارائه کرد که مولکول خاصی را پیشنهاد می‌کرد که در آن جفت‌های رادیکال می‌توانستند تشکیل شوند.
این مولکول – گیرنده‌ای در شبکیه چشم پرندگان مهاجر به نام کریپتوکروم – می‌تواند نور و مغناطیس را حس کند و به نظر می‌رسد که از طریق درهم تنیدگی کوانتومی کار می‌کند.
در اصطلاح اولیه، زمانی که یک کریپتوکروم نور را جذب می‌کند، انرژی یکی از الکترون‌های آن را تحریک می‌کند و آن را به سمت اشغال یکی از دو حالت چرخشی سوق می‌دهد که هر کدام به طور متفاوتی تحت تأثیر میدان ژئومغناطیسی زمین قرار دارند.
کریپتوکروم‌ها توضیح اصلی برای چگونگی حس کردن میدان‌های مغناطیسی توسط حیوانات برای دو دهه بوده‌اند، اما اکنون محققان دانشگاه‌های منچستر و لستر نامزد دیگری را شناسایی کرده‌اند.
این تیم با دستکاری ژن‌های مگس‌های میوه دریافتند که مولکولی به نام فلاوین آدنین دی نوکلئوتید (FAD) که معمولاً یک جفت رادیکال را با کریپتوکروم‌ها تشکیل می‌دهد، در واقع به خودی خود یک گیرنده مغناطیسی است.
این مولکول اساسی در میزان‌های مختلف در همه سلول‌ها یافت می‌شود و هر چه غلظت آن بیشتر باشد، احتمال ایجاد حساسیت مغناطیسی بیشتر می‌شود، حتی زمانی که کریپتوکروم وجود ندارد.
برای مثال، در مگس‌های میوه، وقتی FAD توسط نور تحریک می‌شود، یک جفت الکترون رادیکالی تولید می‌کند که به میدان‌های مغناطیسی پاسخ می‌دهند. با این حال، هنگامی که کریپتوکروم‌ها در کنار FADها وجود دارند، حساسیت سلول به میدان‌های مغناطیسی افزایش می‌یابد.
پس یافته‌ها نشان می‌دهد که کریپتوکروم‌ها آنقدر که ما فکر می‌کردیم برای دریافت مغناطیسی ضروری نیستند. پس سلول‌ها می‌توانند، حداقل در آزمایشگاه، میدان‌های مغناطیسی را از راه‌های دیگر حس کنند.
این کشف می‌تواند توضیح دهد که چرا سلول‌های انسانی در آزمایشگاه به میدان‌های مغناطیسی حساسیت نشان می‌دهند. شکل کریپتوکروم موجود در سلول‌های شبکیه گونه ما، زمانی که در مگس‌های میوه بازسازی می‌شود، قادر به دریافت مغناطیسی در سطح مولکولی است.
با این حال، این بدان معنا نیست که انسان‌ها از این عملکرد می‌توانند استفاده می‌کنند، و همچنین شواهدی وجود ندارد که کریپتوکروم سلول‌های ما را هدایت می‌کند تا در امتداد میدان‌های مغناطیسی در آزمایشگاه قرار گیرند.
حتی اگر سلول‌های انسانی نسبت به میدان مغناطیسی زمین حساسیت نشان دهند، ما حس آگاهانه‌ای از این نیرو نداریم. شاید به این دلیل است که ما هیچ کمکی برای رمزنگاری نداریم.
علاوه بر این، از آنجایی که FAD و سایر اجزای این ماشین‌های مولکولی در سلول‌های بسیاری یافت می‌شوند، این درک جدید ممکن است راه‌های جدیدی برای تحقیق برای استفاده از میدان‌های مغناطیسی برای دستکاری فعال‌سازی ژن‌های هدف باز کند. شاید در آینده این یک ابزار آزمایشی شود یا استفاده بالینی پیدا کند.
منبع: Nature