Увидеть наш мир глазами перелетной птицы было бы немного жутковато. Нечто в их зрительной системе позволяет «видеть» магнитное поле нашей планеты – хитрая комбинация квантовой физики и биохимии, которая помогает им перемещаться на огромные расстояния.
В начале 2021 года ученые Токийского университета впервые наблюдали реакцию, связанную с талантом птиц и других существ определять направление на полюса Земли. С помощью микроскопа, чувствительного к слабым вспышкам света, команда наблюдала за активностью криптохромов – светочувствительных фоторецепторов в мозгу – и их динамической реакцией на колебания магнитного поля. Криптохромы есть в клетках многих животных и участвуют в регуляции циркадных ритмов.
Исследователи окрасили человеческие криптохромы во флуоресцентную краску и пропускали через них разночастотные магнитные поля. Каждый раз при прохождении магнитного поля свечение снижалось на 3,5 % – этого хватает, чтобы установить прямую корреляцию. Выходил причудливый квантовый эффект, как если бы реакция шла непосредственно на изменение света. Это чистый квантово-механический процесс, влияющий на химическую активность на клеточном уровне. Принято считать, что люди не способны видеть магнитные поля, но это исследование дает повод полагать, что на неком бессознательном уровне мы на самом деле вполне способны считывать магнетизм Земли.
Все сводится к природному свойству электронов. Правильно расположенные электроны вокруг атома можно заставить двигаться при слабом магнитном поле, подобном тому, которое окружает нашу планету. Свободный радикал – это электрон без пары во внешней оболочке атома. Иногда эти «холостяцкие» электроны принимают за ведомого другой атом. Эти двое остаются непарными, но траектория их вращения начинает совпадать, независимо от того, насколько далеко они друг от друга. Эту корреляцию нельзя объяснить просто физическими связями, это чисто квантовое влияние, которое Альберт Эйнштейн называл «странным».
Ученые пришли к выводу, что в эксперименте с флуоресцирующими клетками провал в свечении стал следствием генерации свободных пар радикалов. Даже слабые магнитные поля оказались способны косвенно воздействовать на биологические процессы. Конечно, птицы – не единственные, кто зависит от магнитосферы плаенты. Рыбы, черви, насекомые и некоторые млекопитающие имеют схожие способности. А на нас магнитное поле Земли может воздействовать даже в когнитивном плане. Все это заставляет задуматься, какие еще законы биологии вытекают из глубин фундаментальной физики.
