Wiele ptaków korzysta z magnetycznego pola Ziemi jako przewodnika podczas swoich migracji. Wiemy, że niektóre fale radiowe mogą zakłócać tę zdolność. Teraz okazało się, że transmisje radiowe, telewizja oraz CB radio faktycznie mogą zakłócać magnetyczny kompas ptaków wędrownych. Z kolei fale radiowe używane w sieciach telekomunikacji mobilnej tego nie robią, ponieważ ich częstotliwości są zbyt wysokie, by wpłynąć na orientację ptaków.
To było kluczowe odkrycie nowego badania opublikowanego w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) przez zespół badaczy pod kierunkiem profesora Henrika Mouritsena z Uniwersytetu w Oldenburgu oraz profesora Petera Hore’a z Uniwersytetu w Oksfordzie. Potwierdza ono również teorię badaczy, że zmysł kompasu magnetycznego u ptaków opiera się na efekcie kwantowo-mechanicznym zlokalizowanym w ich oczach. Na potrzeby tego badania zespół połączył eksperymenty behawioralne z zaawansowanymi obliczeniami kwantowo-mechanicznymi na superkomputerze.
Mouritsen i Hore już w 2014 roku wykazali, że pole elektromagnetyczne w paśmie radiowym AM, na przykład generowane przez domowe urządzenia elektryczne, osłabia zdolność ptaków wędrownych do wykorzystywania pola magnetycznego do orientacji (czyli tak zwana magnetorecepcja). Zauważyli, że to słabe, nieszkodliwe dla ludzi pole, wpływa na skomplikowane procesy kwantowo-fizyczne zachodzące w komórkach siatkówki ptaków migrujących. To one pozwalają im nawigować za pomocą stosunkowo słabego pola magnetycznego Ziemi. O zjawisku magnetorecepcji pisaliśmy oczywiście już na naszym blogu, na przykład w tekście „Czy czujemy pole magnetyczne?”.
Fale radiowe, ale które?
W nowym badaniu naukowcy przyjrzeli się bliżej związkom między mechanizmem kwantowo-mechanicznym, który ma stanowić podstawę zmysłu magnetycznego ptaków, a zakłóceniem tego mechanizmu przez fale radiowe. Celem badaczy było znalezienie dalszych dowodów na działanie kompasu magnetycznego, a tym samym zapewnienie podstaw do dalszych badań nad zakłócającym wpływem na zachowania migracyjne ptaków. W centrum ich zainteresowania była częstotliwość graniczna, powyżej której nawigacja ptaków wędrujących pozostaje niezmieniona.
Pierwotne teoretyczne przewidywanie naukowców było takie, że częstotliwość graniczna będzie mieściła się gdzieś między 120 a 220 megaherców w zakresie VHF. Zespół przeprowadził eksperymenty behawioralne z kapturkami, małymi ptakami z rodziny pokrzewek, wykorzystując różne pasma częstotliwości w tym zakresie. W badaniu opublikowanym w 2022 roku naukowcy wykazali już, że fale radiowe o częstotliwości między 75 a 85 megaherców faktycznie zakłócają zmysł magnetyczny tych małych ptaków śpiewających.
W nowym badaniu zespół, w którym znaleźli się też biolog Bo Leberecht i chemik Siu Ying Wong, obaj z Uniwersytetu w Oldenburgu, przeprowadził eksperymenty z częstotliwościami między 140 a 150 megaherców oraz między 235 a 245 megaherców. Naukowcy odkryli, że fale radiowe w obu tych pasmach częstotliwości nie wpływały na zmysł magnetyczny ptaków, co potwierdziło teoretyczne przewidywania naukowców.
Eksperymenty potwierdziły symulacje przeprowadzone na superkomputerze
Badacze przeprowadzili również obliczenia modelowe, w których symulowali procesy kwantowo-mechaniczne w światłoczułym białku kryptochromowym, które posiada niezbędne właściwości magnetyczne i według teorii ma być czujnikiem odpowiedzialnym za cały ten mechanizm występujący u ptaków. Na podstawie tych obliczeń byli w stanie jeszcze bardziej zawęzić częstotliwość graniczną do 116 megaherców. Według symulacji fale radiowe powyżej tej częstotliwości nie powinny mieć wpływu na magnetyczną orientację ptaków. Przewidywania te potwierdziły się w wynikach eksperymentów.
Lepsze zrozumienie magnetorecepcji jest ważne dla poprawy ochrony ptaków migrujących. Może dostarczyć odpowiedzi na kluczowe pytania, na przykład jaki rodzaj promieniowania elektromagnetycznego doprowadza do zepchnięcia ptaków z kursu i dlatego należy go unikać w miejscach takich jak rezerwaty przyrody, gdzie ptaki wędrowne zatrzymują się na odpoczynek.
Mouritsen podkreśla, że podczas gdy fale radiowe używane transmisjach radiowych i telewizyjnych oraz CB radiu odgrywają decydującą rolę w zakłócaniu magnetorecepcji, to sieci telekomunikacyjne nie osłabiają zmysłu magnetycznego u ptaków. Naukowiec potwierdził, że „wszystkie wykorzystywane przez sieci komórkowe częstotliwości są znacząco powyżej progu„.
Po więcej wiedzy na fascynujący temat pola magnetycznego Ziemi zapraszamy do lektury naszego bloga, na przykład artykułu „Wpływ pola geomagnetycznego na człowieka i środowisko”.
Źródło: phys.org