مدت هاست که زیست شناسان از مهاجرت پرندگان و حیوانات متحیر شده اند و تحقیقات قبلی نشان داده است که چیزی در سیستم بینایی آنها وجود دارد که به آنها اجازه می دهد میدان مغناطیسی سیاره ما را “ببینند”.

محققان می گویند دیدن دنیای ما از نگاه پرندگان مهاجر کمی ترسناک است.

با این حال ، هیچ کس قبلاً واکنشهای شیمیایی ناشی از میدان مغناطیسی در یک سلول زنده را مستقیماً اندازه گیری نکرده است. اما اکنون ، برای اولین بار ، دانشمندان دانشگاه توکیو در ژاپن با یک ترفند هوشمندانه در فیزیک کوانتوم و بیوشیمی ، واکنش سلولهای زنده در برابر دریافت مغناطیسی در زمان واقعی را مشاهده می کنند.

این کشف باید در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شود)PNASدر 19 ژانویه ، این گام مهمی در درک چگونگی طی مسافت طولانی حیوانات با استفاده از میدان مغناطیسی زمین و پرداختن به تأثیر میدان های الکترومغناطیسی ضعیف در محیط ما بر سلامتی انسان است.

تحقیقات گام مهمی در درک چگونگی طی مسافت طولانی حیوانات با استفاده از میدان مغناطیسی زمین است (گتی ایماژ)

مسیر مهاجرت

پرندگان سالانه مسافت های طولانی را مهاجرت می کنند و بیشتر زیست شناسان مهاجرت را حرکت دایره ای منظم حیوانات بین دو منطقه می دانند که هر یک شرایط زندگی بهتری نسبت به منطقه دیگر فراهم می کنند.

تحقیقات نشان می دهد که برای تعیین مسیر خود در هنگام مهاجرت از بیش از یک قطب نما استفاده می کند ، مانند میدان مغناطیسی زمین.

از آنجا که آهن ربا می تواند الکترون ها را جذب و دفع کند ، از دهه 1970 ، محققان گمان کردند که میدان مغناطیسی زمین می تواند با تأثیرگذاری بر واکنش های شیمیایی سلولی ، بر رفتار حیوانات تأثیر بگذارد.

زیست شناسان حتی متذکر شده اند که چگونه تداخل ژنتیکی با کریپتوکروم ها در مگس میوه و سوسک می تواند توانایی حرکت حشرات را بر اساس سیگنال های ژئومغناطیسی از بین ببرد.

خود فلورسانس در سلول ها شایع است و طی 50 سال گذشته ، شیمیدانان تعدادی از فعل و انفعالات و پروتئین های “کریپتوکروم” را شناسایی کرده اند که مولکول های حساس به نور هستند و در معرض نور آبی به طور طبیعی می درخشند.

تصاویر ترکیبی از سلول “HeLa” که پاسخ میدان مغناطیسی را نشان می دهد (IKEA و Woodward – دانشگاه توکیو)

یک زوج رادیکال

جاناتان وودوارد و دکترای فیزیک

هنگامی که برخی از مولکول های فلاوین توسط نور تحریک می شوند ، می توانند فلورسنت یا تولید جفت های رادیکالی کنند که در آن الکترون می تواند از یک مولکول به مولکول دیگر بپرد و در نتیجه دو مولکول با الکترون های منفرد ایجاد کند (معروف به یک جفت رادیکال).

و اگر جفت رادیکال چرخش الکترونی یکسانی داشته باشد ، واکنش های شیمیایی بعدی آنها کند است ، در حالی که جفت های رادیکال می توانند سریعتر به چرخش الکترون مقابل واکنش دهند.

سلولها به مدت 40 ثانیه در معرض نور آبی پرتوی لیزر قرار گرفتند و هر 4 ثانیه در معرض یک میدان مغناطیسی قرار گرفتند و مجدداً تغییرات شدت فلورسانس نوری که توسط سلولها ساطع می شود را اندازه گیری کردند. تجزیه و تحلیل آماری داده ها نشان داد که هر بار جذب میدان مغناطیسی سلول ها ، درخشندگی سلول ها 3.5 درصد کاهش می یابد.

این تیم با استفاده از میکروسکوپی که به ویژه برای حساسیت در برابر تابش کم نور طراحی شده است ، سلولهای انسانی پیوندی را مشاهده کردند که حاوی ماده حساس به نور خاصی هستند و به صورت پویا به تغییرات میدان مغناطیسی واکنش نشان می دهند.

این تیم سلولهای انسانی پیوندی را مشاهده کرد که حاوی ماده حساس به نور خاصی هستند و به میدان مغناطیسی پاسخ می دهند (IKEA و دانشگاه وودوارد در توکیو)

از نظر کمی مکانیکی

وودوارد دبلیو گفت. بیانیه مطبوعاتی به دانشگاه توکیو ، “ما هیچ چیزی را اصلاح یا اضافه نکرده ایم به این سلول ها … و ما معتقدیم که مدارک بسیار محکمی در دست داریم که نشان می دهد یک فرآیند مکانیکی کاملاً کمی که تأثیر فعالیت شیمیایی را در سطح سلولی دارد مشاهده کرده ایم.”

وی افزود: “نکته جالب در مورد این مطالعه این است که رابطه بین چرخش دو الکترون جداگانه می تواند تأثیر زیادی در زیست شناسی داشته باشد.”

از همه مهمتر ، این اولین مدرکی است که نشان می دهد فیزیک کوانتوم به طور مستقیم بر واکنش بیوشیمیایی سلول زنده تأثیر می گذارد ، چیزی که دانشمندان مدتهاست آن را پیشنهاد می دهند. اما کسی قبلاً کار او را ندیده بود.

بنابراین ، تیم دانشگاه توکیو با مشاهده خود فلورسانس سلول ها توانستند میزان جذب مغناطیسی بیولوژیکی را کنترل کنند و یکی از نتایج جالب توجه این مطالعه می تواند این باشد که چگونه میدان های مغناطیسی ضعیف می توانند غیرمستقیم بر سایر فرایندهای بیولوژیکی تأثیر بگذارند.

در حالی که شواهد مربوط به مغناطیسی تأثیرگذار بر سلامتی انسان هنوز ضعیف است ، آزمایشاتی از این دست می تواند روش دیگری برای تأیید این موضوع باشد.