iPon Cikkek

A vörösbegy esete a Faraday-kalitkával

Dátum | 2014. 05. 15.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A szakértők az 1950-es évek óta sejtik, hogy a madarak egyes fajai képesek a Föld mágneses tere alapján tájékozódni. Az ennek demonstrálására alkalmas Emlen-tölcsér nevű kísérleti összeállítást 1966-ban ötlötte ki a Stephen T. Emlen, aki az indigó sármányok navigációs képességeit vizsgálta. Ehhez a madarakat egy tölcsérszerű ketrecbe helyezte, amelynek aljára egy tintával átitatott párnát rakott, a tölcsér oldalait pedig itatós papírral borította be. A ketrec teteje áttetsző volt, és a kutató az egész felszerelést egy planetáriumban állította fel, ahol tetszőlegesen tudta manipulálni az égbolton megjelenő csillagok pozícióját. A madarak fő menekülési útvonala tintanyomok formájában őrződött meg a papíron. A kutatók a kísérletet azóta is előszeretettel használják a madarak mágneses érzékelésének tesztelésére. Így volt ezzel Henrik Mouritsen dán biológus is, aki a vörösbegyek navigációjának tanulmányozására összpontosította figyelmét pályája során. Ahogy azt oly sok belső iránytűvel rendelkező madár esetében megfigyelték, a vörösbegyek is konzisztensen egyazon irányba igyekeznek kitörni a ketrecből, még akkor is, ha semmiféle tereptárgyat és az eget sem látják maguk körül.
Amikor azonban Mouritsen több mint egy évtizeddel ezelőtt az Oldenburgi Egyetemre helyezte át székhelyét, meglepődve tapasztalta, hogy a kísérlet nem akar működni. „Mindent megpróbáltunk: megváltoztattuk a fényerősséget, a tölcsérek nagyságát és alakját, más madártápot alkalmaztunk, és kül-, illetve beltéren is megpróbálkoztunk a kísérlet levezénylésével” – mondja a kutató. Minden hiába volt azonban, a madarak semmiféle jelét nem adták annak, hogy bármelyik irányt preferálnák a ketrecből történő menekülés során, ehelyett teljesen véletlenszerű módon mindenfelé tintanyomokat hagytak a papíron. Három évnyi hiábavaló és rendkívül frusztráló kísérletezés után végül Mouritsen egyik egykori tanítványa, Nils-Lasse Schneider érdekes ötlettel állt elő. Felvetette, hogy tegyenek egy Faraday-kalitkát a tölcsér köré, így ha valamiféle elektromágneses mező zavarja a madarak tájékozódó képességét, a kalitka semlegesíti a hatást. „Őszintén szólva nem hittem, hogy működni fog a dolog, de nem nagyon maradt más választásunk” – mondja Mouritsen. A kutatók tehát egy alumíniumból készült ketrecet emeltek a tölcsérek köré, majd aktiválták a Faraday-kalitkát. Legnagyobb meglepetésükre a madarak belső iránytűje rögtön újra működni kezdett: az állatok egy preferált irányba kezdtek mozogni ketreceiken belül. Olyan volt, mintha rátaláltunk volna a navigáció titkos főkapcsolójára, emlékszik vissza Mouritsen.
Amikor működik az iránytű...
Bár az eredmény kétségkívül lenyűgöző volt, a szakértők tudták, hogy alapos ellenőrzésnek kell alávetniük, mielőtt messzemenő következtetéseket vonnának le. Előzőleg több kisebb tanulmány is felvetette annak gondolatát, hogy az ember alkotta elektromos és mágneses mezők kihatással lehetnek az állati biológiára és az emberi egészségre is. Egyes emberek egyenesen azt állították, hogy érzékenyek az elektromágneses mezőkre. Amikor azonban a szakértők tudományos eszközökkel kezdték vizsgálni az állításokat, egyszer sem találták nyomát annak, hogy ezek igazak volnának. Mouritsen nem akart egy újabb semmire sem jó tanulmányt publikálni, így mielőtt bármit is bejelentettek volna, munkatársaival megismételték a kísérletet. A következő évek során újra és újra tesztelték az eredményeket, különböző madarakat és elrendezéseket használva. Mivel eleve három éves lemaradásból indultak, és más projektekkel is foglalkozniuk kellett, hét év alatt jött össze annyi adat, amennyit már kielégítőnek tartottak. Az eredmény mindig ugyanaz volt: a madarak belső iránytűje csak akkor működött megfelelően, ha egy Faraday-kalitka semlegesítette a környező mesterséges elektromágneses mezők hatásait. Egy alkalommal a kísérletezők egyike elfelejtette leföldelni a kalitkát, és a madarak tájékozódása ismét zavarossá vált. Amikor Mouritsen felfedezte és orvosolta a problémát, úgy döntött, hogy a véletlen esetet a kísérletek részévé teszi. Innentől kezdve időről időre kiiktatták a kalitka földelését, az eredményeket ellenőrző hallgatókat azonban nem értesítették erről, így azok minden befolyástól mentes értékeléseket alkothattak. A kísérletek eredménye, vagyis a madarak viselkedése nem változott: az állatok kizárólag a földelt kalitkán belül voltak képesek szabályszerűen tájékozódni.
A kutatás következő fázisában azt kezdték vizsgálni a szakértők, hogy pontosan mi okozza a madarak tájékozódásának zavarát. Mint kiderült nem a wifi-, a mobilhálózat vagy a nagyfeszültségű vezetékek állnak a probléma hátterében. Mesterségesen keltett elektromágneses mezők segítségével a kutatók kiderítették, hogy az állatok a 2 kilohertz és 5 megahertz közti frekvenciákra a legérzékenyebbek. Hogy pontosan mi is zavarja meg az egyetem zajló kísérleteket, azt nehéz lenne pontosan meghatározni, a szakértők elmondása szerint azonban frekvenciatartományból kiindulva a legnagyobb valószínűséggel amplitúdómodulált rádióhullámok, illetve mindennapos használatú elektronikus eszközök állhatnak a háttérben. Az egyelőre nem világos, hogy a vadon élő madarakat mennyiben érinti a probléma. Az éjjel aktív énekes madarak populációi hanyatlóban vannak ugyan, ennek oka azonban számos más dolog is lehet a vadászattól kezdve a fényszennyezésig. A madarak belső iránytűjének megzavarása ráadásul nem feltétlenül végzetes probléma, hiszen az állatok nem kizárólag erre támaszkodva találják meg útjukat, hanem a Nap és a csillagok is segítenek nekik a tájékozódásban. Ha azonban borult az idő, és nincsenek biztos navigációs pontok, a rosszul működő mágneses irányérzék komoly problémákat is okozhat. Ha az ember alkotta elektromágneses mezők befolyásolják a madarak navigációját, különböző terülteken eltérően érvényesülnek. A kutatócsoport ezt is tesztelte: pár kilométerre Oldenburgtól, a lakott településektől távol is elvégezték a kísérletet. A vörösbegyek az új környezetben már a Faraday-kalitka nélkül is képesek voltak betájolni magukat. Ez arra utal, hogy a zavaró tényezők hatásköre nem terjed túl távolra, vagyis a madarak iránytűje csak a lakott részek közvetlen közelében mondja fel a szolgálatot.
Akad ugyanakkor néhány dolog, amely meglehetősen rejtélyes megvilágításba helyezi Mouritsen eredményeit. Roswitha Wiltschko negyven éve kísérletezik Elmen-tölcsérekkel Frankfurt egyik külső kerületében, és bár sosem használt Faraday-kalitkát, az általa tesztelt madarak navigációs rendszere kifogástalanul működött. A kutató nem vonja kétségbe a most megjelent tanulmány eredményeit, véleménye szerint azonban valami nagyon speciális helyzet állhat fenn Oldenburgban, ami azonban nem minden városi környezetre jellemző. Ezért is érdemes lenne utána járni, hogy konkrétan mi a zavar forrása. Még furcsább a helyzet annak fényében, hogy az Oldenburgi Egyetem környékén végzett mérések csak rendkívül enyhe elektromágneses mezők jelenlétét mutatták ki. Ezek a mezők gyengébbek, mint a Föld saját mágneses mezeje. Olyannyira enyhe hatásról van szó tehát, amelynek elviekben semmiféle hatással nem kellene lennie az élő szövetre. Valamilyen módon a madarak mégis képesek érzékelni ezeket a mezőket. Ez viszont alátámasztja azt feltevést, miszerint a madarak belső iránytűje kvantumszintű folyamatok eredményeként működik. A madarak látószerve egy kriptokróm nevű molekulát tartalmaz. Amikor fény éri ezt az anyagot, a molekula elektront ad át egy szomszédos molekulának két szabadgyököt hozva létre. A szabadgyökök párosítatlan elektronjai vagy egyező, vagy ellentétes spinnel (belső impulzusmomentummal) rendelkeznek, és ennek az állapotnak a függvénye lesz, hogy milyen reakcióval folytatódik a folyamat. A Föld mágneses mezeje számszerűleg roppant gyenge ugyan, elméletileg azonban ahhoz elég energiát közöl, hogy képes legyen spinek átfordítására, és így megváltoztassa a szabadgyökök sorsának alakulását. A teóriát először 2000-ben fogalmazták meg, igazolására azonban egyelőre nem sok lehetőség nyílott. Ha tényleg ezen az elven működik a madarak belső iránytűje, az megmagyarázhatja, hogy miért képesek a nagyon gyenge elektromágneses mezők is összezavarni az állatokat. Mindez persze egyelőre nem több spekulációnál, Mouritsen szerint azonban kutatócsoportjának eredményei alátámasztják, hogy a madarak mágneses érzékelése valamiféle kvantumszintű mechanizmus eredménye.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

4. Pandion
2014.05.15. 10:28
Nagyon érdekes cikk, köszönöm!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. mikej95
2014.05.15. 11:59
Ilyen cikkekért már megéri feljönni ide.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Ch00ler
2014.05.16. 10:21
Jópofa cikk.
De ebből nekem az is lejött, hogy fogalmuk nincs, hogy mi zavarja össze a madarakat. Csak találgatnak.
Ha az egyik helyen az alig érzékelhető elektromágneses tér zavarja összes a madarakat. Akkor ez máshol is jelentkezne, Frankfurtban meg főleg

Másrészt, ha fény szükséges a szabadgyökök létrejöttéhez, akkor miért találnak el a madarak töksötétben is?

Van még min dolgozni
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. peti198706...
2014.05.23. 15:37
Az Elf-hullámok.. mi más? átjárja az egész földet.. -Mit is írtatok alaszka -3600 MW ki az űrbe? -nem semmii... és még csodálkoznak h megvannak zavarodva a madarak. plusz az ember rég használja az elektromos áramot. -mi van a kezetekben? állandóan az a kütyü ami lehetővé teszi h kommunikáljatok s elérhetővé váljatok, mi árán? ami zavarja a madarakat. bezzeg a napelemek - a fák fotoszintézise hatásosabb mint az emberek badarságai. Nap? mi gyün a nappból? "jó sok cucc meg féleség"; energia - nem is tudnánk vitatkozni s keringeni nélküle.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!