Мухоловки сбиваются от радиоимпульсов: новое объяснение магнитного компаса

Каждый год миллионы перелётных птиц отправляются в другие регионы Земли в поисках корма и безопасных мест для выведения птенцов. Дорогу они определяют в том числе по магнитному полю планеты. Как именно работает этот внутренний компас, учёные спорят до сих пор. Основная теория — фотохимическая: свет запускает реакции в белке криптохроме в глазах птицы, а магнитное поле меняет поведение пар электронов со связанными спинами. Об этом сообщает издание Phys.org.

В начале 2000-х физик Торстен Риц проверил эту модель на европейских малиновках: слабые осциллирующие поля с частотами в диапазоне электронного спинового резонанса — несколько МГц — дезориентировали птиц. Позже результаты подтвердили в лаборатории Генрика Моритсена и в группе Кавокина. Но физики заметили нестыковку: амплитуды полей были слишком слабыми, чтобы повлиять на органические молекулы при температуре живого организма.

Теперь исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета и Зоологического института РАН провели новые эксперименты с мухоловками-пеструшками. Результаты опубликованы в Journal of the Royal Society Interface. Птиц помещали в воронки Эмлена — пластиковые усечённые конусы с верхним диаметром 35 см и нижним 10 см. За 25 минут птицы оставляли царапины на чувствительной плёнке, по которым учёные определяли выбранное направление.

В опытах использовали слабые радиочастотные магнитные поля с частотами 1,41 МГц и 1,5 МГц. Сравнивали непрерывный сигнал и сигнал с амплитудной модуляцией, включающийся и выключающийся с интервалом 1 миллисекунда. По логике криптохромной модели импульсный сигнал должен был сбивать птиц слабее: его средняя мощность вдвое меньше. Результат оказался противоположным: импульсный сигнал всегда вызывал дезориентацию, даже когда непрерывная волна той же амплитуды на птиц не влияла.

Авторы делают вывод, что радиочастотные поля действуют не на спины электронов в криптохроме, а на отдельную сенсорную систему обнаружения магнитных возмущений. Частота модуляции 500 Гц совпадает с диапазоном естественных помех — в первую очередь сферик, электромагнитных импульсов от молний. По расчётам, такая система может работать по закону электромагнитной индукции Фарадея, а её рецепторы, вероятно, находятся в полукружных каналах внутреннего уха.

Исследователи подсчитали, что эффективность индукции в этих каналах согласуется с известным частотным диапазоном влияния радиочастот на ориентацию птиц. Дальше они планируют воздействовать на птиц полями, имитирующими грозу, чтобы увидеть реакцию.