Какие радиоволны нарушают магнитное чувство

Исследователи сузили частотный диапазон

Университет Ольденбурга

В то время как радиоволны, излучаемые радио- и телевещанием, а также CB-радио, могут нарушить магнитный компас перелетных птиц, те, которые используются в сетях мобильной связи, этого не делают, поскольку частоты слишком высоки, чтобы повлиять на их ориентацию. Это ключевой вывод нового исследования, опубликованного в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) группой исследователей под руководством профессора доктора Хенрика Моуритсена из Ольденбургского университета и профессора доктора Питера Хора из Оксфордского университета. (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ).

Это открытие также подтверждает теорию исследователей о том, что чувство магнитного компаса у этих птиц основано на квантово-механическом эффекте (известном как механизм радикальной пары), локализованном в их глазах. Для этого исследования команда объединила поведенческие эксперименты со сложными квантово-механическими расчетами на суперкомпьютере.

Муритсен, Хор и их коллеги уже продемонстрировали в 2014 году, что электросмог (искусственный электромагнитный шум) в диапазоне радиоволн AM, например, создаваемый бытовыми электроприборами, ухудшает способность перелетных птиц использовать магнитное поле Земли для ориентации (известный как магниторецепция).

Они утверждают, что этот слабый электросмог, безвредный для человека, влияет на сложные квантово-физические процессы в определенных клетках сетчатки перелетных птиц, которые позволяют им ориентироваться с помощью относительно слабого магнитного поля Земли. Но остается неясным, влияет ли электросмог также на свободно летающих птиц, таких как перелетные птицы на большие расстояния, численность которых в течение некоторого времени по неизвестным причинам сокращается.

Светочувствительный белок криптохром.

В текущем исследовании ученые более внимательно рассмотрели связь между квантово-механическим механизмом, который, как они подозревают, лежит в основе магнитного чувства птиц, и нарушением этого механизма радиоволнами. Их целью было найти дополнительные доказательства того, как функционирует чувство магнитного компаса, и, таким образом, обеспечить основу для дальнейших исследований разрушительного воздействия на миграционное поведение птиц. В центре их интереса была граничная частота, выше которой навигация перелетных птиц остается неизменной, поскольку определение этой величины позволяет сделать выводы о свойствах реального магнитного датчика у птиц. Их теория состоит в том, что этот сенсор представляет собой светочувствительный белок под названием криптохром 4, который обладает необходимыми магнитными свойствами.

Первоначальный теоретический прогноз ученых заключался в том, что граничная частота будет лежать где-то между 120 и 220 мегагерцами в диапазоне очень высоких частот (ОВЧ), поэтому команда провела поведенческие эксперименты с евразийскими черными шапками, используя разные диапазоны частот в этом диапазоне. В исследовании, опубликованном в 2022 году, исследователи уже продемонстрировали, что радиоволны частотой от 75 до 85 мегагерц мешают чувству магнитного компаса этих маленьких певчих птиц. Эти эксперименты показали, что их магнитный компас переставал работать, когда они подвергались воздействию этих радиочастот, но работал нормально без воздействия. Черные шапки - это мигранты на дальние и средние расстояния, которые могут преодолевать большие расстояния во время своей ежегодной миграции.

Высокочастотные радиоволны не повлияли на чувство компаса.

В текущем исследовании группа под руководством Моуритсена и Хора, а также два ведущих автора — биолог Бо Леберехт и химик Сиу Ин Вонг из Ольденбургского университета — провели эксперименты с частотами от 140 до 150 мегагерц и от 235 до 245 мегагерц. мегагерц. Они обнаружили, что радиоволны в обоих этих диапазонах частот не повлияли на чувство магнитного компаса птиц, что подтвердило теоретические предсказания ученых.

Исследователи также выполнили модельные расчеты, в которых смоделировали квантово-механические процессы внутри белка криптохрома. На основе этих расчетов им удалось еще больше сузить граничную частоту до 116 МГц. Согласно моделированию, радиоволны выше этой частоты окажут лишь слабое влияние на магнитную ориентацию птиц. Это предсказание подтвердилось результатами экспериментов. «Наши эксперименты вместе с подробными теоретическими предсказаниями предоставляют убедительные доказательства того, что магниторецептор компаса у перелетных птиц основан на флавинсодержащей радикальной паре, а не на рецепторе совершенно другого типа, например, на основе магнитных наночастиц», — объясняет Моуритсен.