Dem Ma­gnet­feld nach!

Vie­le Tie­re ha­ben ei­nen Ma­gnet­sinn, ob es ihn auch bei Men­schen gibt, ist un­klar. Nun glaubt ein Ve­te­ran des Ge­biets, ihn nach­ge­wie­sen zu ha­ben.

Die Presse am Sonntag - - Wissen - VON JÜR­GEN LANGENBACH

An­no 1980 pu­bli­zier­te Ro­bin Ba­ker, Zoo­lo­ge der Uni­ver­si­ty of Man­ches­ter, Un­er­hör­tes: Er hat­te Test­per­so­nen die Au­gen ver­bun­den und sie kreuz und quer durch die Stadt ge­führt. Dann nahm er ih­nen die Au­gen­bin­den ab und bat sie, zum Aus­gangs­punkt des Wegs zu zei­gen. Man­che schaff­ten es, an­de­re nicht. Letz­te­re hat­ten au­ßer der Au­gen­bin­de noch et­was am Kopf, ei­nen Stab­ma­gne­ten, die an­de­ren hat­ten kei­nen, auf sie konn­te das Ma­gnet­feld der Er­de un­ge­stört wir­ken. Sci­ence griff zu (210, S. 550), es war Sen­sa­ti­on ge­nug: Men­schen ha­ben ei­nen Ma­gnet­sinn!

Die Kun­de ver­brei­te­te Ba­ker nicht nur in se­riö­sen Jour­nals, son­dern auch in TV-Shows, er in­sze­nier­te sich gern, sei­nem Ruf und dem sei­ner Ent­de­ckung war das nicht för­der­lich. Aber am an­de­ren En­de des At­lan­tiks wur­de ei­ner hell­hö­rig, Joe Kirsch­vink, Geo­lo­ge mit ei­nem Fai­b­le für Bio­lo­gie, er ar­bei­te­te in Prin­ce­ton mit dem Bio­lo­gen Ja­mes Gould zu­sam­men. Im Haupt­be­ruf be­trieb er Pa­läo­ma­gne­tis­mus, las aus Gestei­nen frü­he Um­po­lun­gen des Ma­gnet­felds der Er­de, sie wer­den von Mi­ne­ra­li­en do­ku­men­tiert, die sich ent­lang der Ma­gnet­feld­li­ni­en an­ord­nen.

Sol­che Mi­ne­ra­li­en gibt es auch in der be­leb­ten Na­tur, 1975 merk­te es Richard Bla­ke­mo­re (Woods Ho­le) an Bak­te­ri­en, die im Mee­res­bo­den auf und ab wan­dern. Sie ha­ben Ma­gne­tit in sich, Fe3O4, der rich­tet sich nach den Feld­li­ni­en aus, dar­an ori­en­tie­ren sich die Bak­te­ri­en, an der In­kli­na­ti­on: Das Ma­gnet­feld fährt am Süd­pol aus der Er­de her­aus und am Nord­pol in sie hin­ein, mit je 90 Grad. Über dem Äqua­tor läuft es par­al­lel zur Er­de, übe­r­all da­zwi­schen ist es ab­ge­stuft, am Fund­ort der Bak­te­ri­en wa­ren es 70 Grad in nörd­li­cher Rich­tung, in ihr wan­der­ten die Bak­te­ri­en in den Schlamm hin­ein, als schwim­men­de Kom­pass­na­deln.

Wirk­lich? Kirsch­vink hat­te ei­ne Idee: Man müss­te die glei­chen Bak­te­ri­en auf der an­de­ren Sei­te des Äqua­tors fin­den und schau­en, wie sie dort wan­dern. Sie müss­ten es in süd­li­cher Rich­tung tun, wenn sie sich vom Ma­gne­tit lei­ten las­sen. Kirsch­vink flog nach Aus­tra­li­en, er fand die Bak­te­ri­en und ih­ren Ma­gnet­sinn. Sie sind bis heu­te die ein­zi­gen Le­be­we­sen, bei de­nen man weiß. wie er funk­tio­niert.

Dass es ihn über­haupt gibt, wur­de 1965 von Wolf­gang Wilt­sch­ko (Frank­furt) an Zug­vö­geln be­merkt, bald ka­men an­de­re Tie­re hin­zu, die weit wan­dern, Mee­res­schild­krö­ten et­wa. Auch sie ma­chen sich aus dem Ma­gnet­feld ein Bild der Welt und ih­rer ei­ge­nen Po­si­ti­on dar­in: ei­ne Land­kar­te und ei­nen Kom­pass. Mehr noch, man­che Tie­re ori­en­tie­ren auch ihr Ver­hal­ten dar­an: Als man Zug­vö­geln in ei­nem La­bor in Nor­we­gen mit Ma­gne­ten vor­gau­kel­te, sie sei­en in Ägyp­ten, ta­ten sie das, was sie im­mer tun, wenn sie in Ägyp­ten sind: Sie fras­sen sich voll für den Flug über die Sa­ha­ra (Na­tu­re 414, S. 35). Rin­der gra­sen gen Nor­den. Dann kam Ba­ker mit sei­nem Ma­gnet­sinn bei Men­schen. Kirsch­vink und Gould lu­den ihn nach Prin­ce­ton ein, sie woll­ten das Ex­pe­ri­ment re­pro­du­zie­ren, es miss­lang. Kirsch­vink pro­bier­te es trotz­dem im­mer wie­der, mit sei­nen Stu­den­ten, manch­mal ge­lang es doch. Aber of­fi­zi­ell war der Ma­gnet­sinn bei Men­schen tot. Da­für füll­te sich die Me­na­ge­rie, mit Tie­ren, die über­haupt nicht wan­dern, Hy­nek Bur­da (Uni Duis­bur­gEs­sen) be­merk­te es 2008 an Rin­dern und Hir­schen – sie gra­sen und schla­fen be­vor­zugt in nörd­li­cher Rich­tung –, spä­ter an Füch­sen: Wenn de­ren be­vor­zug­te Beu­te, die Maus, nicht sicht­bar ist, et­wa un­ter ei­ner Schnee­de­cke, sprin­gen die Jä­ger in die Hö­he und las­sen sich zum Zu­schla­gen fal­len. Meist sprin­gen sie gen Nor­den, in die­ser Rich­tung bringt die Jagd auch die bes­ten Er­fol­ge (Bio­lo­gy Let­ters 2010.1145).

Ähn­li­ches be­ob­ach­te­te Bur­da bei Hun­den – sie he­ben das Bein gern gen Nor­den –, bei En­ten, gar bei Kar­p­fen auf Weih­nachts­märk­ten in Zu­bern. Wo­zu das dient, ist meist eben­so un­klar wie die Fra­ge, wie es über­haupt funk­tio­niert. Zwei Mecha­nis­men wer­den dis­ku­tiert, der ei­ne läuft über das Ma­gne­tit, vie­le Tie­re ha­be es ir­gend­wo, in Schnä­beln et­wa. Aber schon Wilt­sch­ko hat­te be­merkt, dass der Sinn ver­lo­ren geht, wenn man Vö­geln ein Au­ge ver­klebt. Sitzt der Kom­pass in ihm? Die Netz­haut hat Seh­pig­men­te, Cryp­to­chro­me, die er­zeu­gen bei Licht­ein­fall kurz­le­bi­ge Mo­le­kü­le. Die kön­nen zwei Quan­ten­zu- stän­de ein­neh­men – und wel­cher es wird, hängt vom Ma­gnet­feld ab. Wird es al­so op­tisch wahr­ge­nom­men? Da­ge­gen spre­chen wie­der die Mee­res­schild­krö­ren, die oft in licht­lo­sen Tie­fen un­ter­wegs sind. Viel­leicht sind bei­de Mecha­nis­men am Werk, es ist un­ge­klärt.

Im­mer­hin gab es ei­nen Wink, war­um Ba­kers Be­fund schwer re­pro­du­zier­bar war. Er kam von der Uni Ol­den­burg, bei der man beim Ma­ni­pu­lie­ren von Vö­geln mit Ma­gne­ten so viel Rou­ti­ne hat­te, dass man schon An­fangs­se­mes­ter üben ließ. Aber 2004 funk­tio­nier­te es nicht mehr. Die Ver­wir­rung hielt an, bis ein fin­di­ger Tech­ni­ker die La­bor­räu­me ge­gen schwa­che Ma­gnet­fel­der ab­schirm­te. Nun ging al­les wie­der: Im Zu­ge der Tech­ni­sie­rung und Com­pu­te­ri­sie­rung der Uni­ver­si­tät wa­ren vie­le neue Qu­el­len elek­tro­ma­gne­ti­scher Strah­lung ge­kom­men (Na­tu­re 509, S. 353). Und in der Ge­gend von Prin­ce­ton strahl­ten auch „Stör­sen­der“: Ra­dio­sta­tio­nen ar­bei­te­ten mit an­de­ren Fre­quen­zen als in Man­ches­ter.

Des­halb ließ Kirsch­vink im La­bor ei­nen Raum mit ei­nem Fa­ra­day’schen Kä­fig um­man­teln, im In­ne­ren gibt es nichts Ma­gne­ti­sches, au­ßer Draht­s­pu­len, mit de­nen Fel­der in der Stär­ke des­sen der Er­de er­zeugt und in be­lie­bi­ger Rich­tung ge­dreht wer­den kön­nen. Da setz­ten sich Test­per­so­nen hin­ein, ei­ne St­un­de in völ­li­ger Dun­kel­heit, „hu­man sub­ject no. 1“war Kirsch­vink selbst.

Dann ka­men die Fel­der. Von ih­nen be­merk­ten die Pro­ban­den zwar nichts be­wusst. Aber das EEG zeig­te, dass in den Ge­hir­nen et­was los­ging, leicht zeit­ver­setzt. Das nimmt Kirsch­vink als Be­leg da­für, dass ein Sinn et­was mel­det und dass nicht durch das Ma­gnet­feld elek­tri­sche Fel­der in­du­ziert wer­den, die kä­men so­fort: „Ich ha­be den Na­gel auf den Kopf ge­trof­fen“, trug er bei der Jah­res­kon­fe­renz des Roy­al In­sti­tu­te of Na­vi­ga­ti­on im April vor: „Men­schen ha­ben funk­tio­nie­ren­de Ma­gnet­re­zep­to­ren.“( Sci­ence 352, S. 1509) Al­ler­dings hat­te er ein klei­nes Samp­le, zwölf Test­per­so­nen, sein Re­fe­rat war auch nur zwölf Mi­nu­ten lang, das Au­di­to­ri­um zeig­te sich eher ori­en­tie­rungs­los.

Bak­te­ri­en ori­en­tie­ren sich an Ma­gnet­li­ni­en, Vö­gel tun es, Füch­se auch, Kar­p­fen gar. Das EEG zeigt ei­ne Re­ak­ti­on des Hirns auf Ma­gnet­fel­der. Be­wusst wird sie nicht.

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