Djurens navigationskraft
Varför flög duvan i just den riktningen? Den navigerade efter sin inbyggda kompass. Djur, fåglar – även bakterier – kan känna av magnetfält och använda dem för att hitta rätt.
Jordens magnetfält sträcker sig tusentals kilometer ut i rymden. Det är så kraftfullt att det avleder strömmen av laddade partiklar som kommer från solen, och som annars skulle skala bort ozonskiktet från planetens övre atmosfär. I faktiska termer är det magnetiska fältet emellertid mycket svagt. Det mäter endast cirka 50 mikrotesla – en vanlig kylskåpsmagnet är 100 gånger starkare.
Trots det har många djur utvecklat sätt att upptäcka och utnyttja det magnetfältet för navigering. En viktig fördel med denna känsla för magnetism, eller ”magnetoreception”, är att den är tillgänglig från var som helst i världen. Djur som vandrar över hundratals eller tusentals kilometer behöver ett pålitligt sätt att ta ut rätt riktning. Solen och stjärnorna är inte alltid synliga och kräver att djuret har en mycket noggrann intern klocka som håller reda på jordens rotation. Att upprätthålla en mental databas med landmärken har de ingen användning för om de flyger över havet, men
”FORSKARE HAR TRANSPORTERAT DUVOR I FÖRSEGLADE, ROTERANDE BEHÅLLARE, BLOCKERAT DERAS NÄSBORRAR, INAKTIVERAT DERAS INRE ÖRON OCH TÄCKT ÖGONEN MED GLASÖGON MED FROSTAT GLAS, OCH DE HITTAR ÄNDÅ HEM.”
jordens magnetfält kan avkännas från varje punkt på jorden, och ger planets bevingade invånare en konstant riktningsreferens.
NATURLIG KOMPASS
Magnetoreception upptäcktes först hos brevduvan. Denna duvart har selektivt fötts upp för sin förmåga att navigera tillbaka till sitt hem över avstånd på tiotals mil. Forskare har transporterat duvor i förseglade, roterande behållare, blockerat deras näsborrar, inaktiverat deras inre öron och täckt ögonen med glasögon med frostat glas, och de hittar ändå hem. De beror på att duvor också har en magnetisk kompass som ger dem en känsla för riktning. Den är svag nog för att inte användas om de kan se solen, eller se och känna lukten av välbekanta landmärken – men när det är mulet eller dimmigt utgör den en livlina.
Märkligt nog fungerar inte duvans magnetoreception i fullständigt mörker. Det beror på att den bygger på en komplex interaktion mellan magnetfältet och blått ljus från himlen (se ”Mystiskt organ” på sidan 139). Interaktionen varierar beroende på vinkeln av det magnetiska fältet, snarare än dess polaritet. Om man kunde se jordens magnetiska flödeslinjer, skulle de dyka upp nästan lodrätt från den norra magnetiska polen och löpa runt i en båge till den magnetiska sydpolen. Det innebär att flödeslinjerna är horisontella på ekvatorn, och att de vinklas nedåt alltmer ju längre norrut eller söderut man reser. Fåglar kan inte avgöra polariteten hos det magnetiska fältet – endast fältets vinkel i förhållande till horisonten. En fågel vid ekvatorn skulle inte kunna skilja mellan nord och syd utan någon annan ledtråd, som kännedom om lokala landmärken.
Havssköldpaddorna verkar använda en liknande metod när de navigerar i Nordatlantens strömmar, men de har också en mental karta över subtila regionala avvikelser i magnetfältet som gör att de kan skilja på nord och syd.
Magnetoreception är dock inte begränsat till enbart djur som flyttar. Den afrikanska mullvadsråttan lever i totalt mörker i ett nätverk av mycket långa tunnlar som den gräver i den hårda marken. Den rör sig sällan mer än ett par hundra meter från centrum av boet. En biologisk kompass förhindrar djuret att gå vilse i det omfattande tunnelkomplexet. Till skillnad från systemet som används av fåglar är mullvadsråttans magnetoreception inte beroende av ljus, däremot känner den av fältets nord-sydliga riktning.
MAGNETISKA DÄGGDJUR
Bevisen för magnetoreception hos andra däggdjur är mindre övertygande. Grupper av kor och vilda hjortar ansluter sig normalt längs en nordsydlig riktning, oberoende av andra faktorer som vindriktning och solsken. Det kan hända att de använder något annat system för att orientera sig, till exempel solens position, men kor som betar i närheten av högspänningsledningar (som stör magnetfältet) förlorar sin nordsydliga linje, och ju närmare de är kraftledningen, desto mer slumpmässig blir deras position. Det är även möjligt att människor har en begränsad magnetoreception. Vi har liknande proteiner i våra näthinnor, som de magnetiskt känsliga i ögonen hos fruktflugan Drosophila, och våra sinusben innehåller små mängder magnetiska mineraler, ungefär som i näbbarna hos många fåglar. Huruvida vi faktiskt kan utnyttja detta som en tillförlitlig kompass är desto osäkrare. Experiment vid Manchester University i Storbritannien på 1970- och 80-talen antydde en möjlig e ekt, men de har inte kunnat upprepas på annat håll. Magnetoreception verkar vara ytterligare ett område där vår egen förmåga är vida utklassad av djurriket.