الحواس المغناطيسية للحيوان

الحواس
المغناطيسية للحيوان

الطيور المهاجرة

طريف سردست:
الحيوان والطير،
مثل الطيور المهاجرة
والسلحفاة والحلزونات البحرية والوطواط والحيتان والسحالي،
تملك حاسة مغناطيسية شديدة الحساسية.
والعلماء ليسوا واثقين
بمعرفتهم لطرق الحيوان في استخدامها
وآلية عملها.
وفي السنوات الاخيرة تمكن الباحثون
من تحديد ثلاثة انواع
من اجهزة الحواس المغناطيسية
تملك بوصلة تتشابه خواصها مع
GPS
والمؤسسة على البيغمنت
cryptochrome,
companion molecule called FAD,
والمغناطيس والاستقراء الكهربائي.

من اجل ان تتمكن الطيور المهاجرة من تحديد طريق هجرتها
الذي يصل طوله الى بضعة الاف الكيلومترات
ليصل الى مكان محدد لوضع بيوضه فيها،
يستخدم بدون اي شك،
حاسة مغناطيسية.
هذا الامر جرى البرهنة عليه تجريبيا عام
1960 من قبل
الباحث الالماني
Friedrich Merkel

الخبراء قاموا
بوضع طائر اللحية الحمراء
Erithacus rubecula
في قفص،
وفي فترة الهجرة،
اصبح الطائر على الدوام يذهب الى الزاوية
الشمال شرقية
للتجهز للهجرة.
الخبراء قاموا
بلف القفص بالاسلاك النحاسية
وخلقوا حقلا مغناطيسيا
بنفس قوة الحقل المغناطيسي للارض ولكن في اتجاه مختلف.
هذا الامر ادى الى تغيير
الطائر لسلوكه واصبح يذهب الى الزاوية المعاكسة للقفص.

بذلك يكون قد جرى البرهنة على ان الطائر قادر على استخدام
الاتجاه المغناطيسي كبوصلة،
وتجارب اخرى برهنت على انه على الاقل 20 نوع اخر من الطيور تملك المقدرة ذاتها.
غير ان بوصلة الطيور تختلف عن البوصلة التي يستخدمها الانسان
لانهم لايشيرون الى الشمال والجنوب المغناطيسي،
وانما الى الخط الاستوائي واقرب قطب.
هذا الامر ايضا جرت البرهنة عليه بضعة مرات.
بمعنى اخر بوصلة الطيور
لاتحدد اتجاه الحقل المغناطيسي
وانما تحدد الزاوية
مع الخطوط المغناطيسية المحلية
المتجهة من الجنوب نحو الشمال وتتبع الطريق المنحني.

الصورة التي يراها الطير، حسب الموديل

الآلية خلف قدرة الطيور
على تعيين الطريق
وتحديد الاتجاه
يعتمد، على الارجح،
على البيغمنت كريبتوكروم
الشديد الحساسية
للضوء والموجود في العين.
هذا البيغمنت يتفاعل
بالطيف الازرق
والاشعة فوق الحمراء
الموجودة في الضوء
بطريقة تعتمد على الحقل المغناطيسي
ويؤثر على بقية
البيغمنتات الحساسة للضوء في العين.
بشكل من الاشكال
يؤثر الحقل المغناطيسي للارض
على الانطباع البصري
بحيث انه يتغير عندما يدورون رأسهم.
العالم الامريكي
Katrin Stapput
برهن ايضا على ان الطائر يرى الحقل المغناطيسي بعينه اليمنى فقط،
إذ عند تغطيتها يفقد الطائر القدرة على التحديد.
عام 2010
قام عالم امريكي بوضع موديل رياضي
يقدم نظرية عن كيفية
تأثير بوصلة التوجه على بصر الطيور.

حسب هذا الموديل،
يخلق الحقل المغناطيسي
نوع من الفيلتر،
وعلى حسب اتجاه الرأس
تزداد قوة الضوء
في انحاء معينة من حقل البصر.
بهذا الشكل تنشأ
صورة لها طبيعة مميزة
ومناطقها مضيئة حسب تشكيلات ثابتة، يمكن استخدامها كدلالة.
والموديل يشير ايضا الى انه حتى في الليل
يوجد مايكفي
من الطيف الازرق
والاشعة مافوق الحمراء
لتساعد الطيور على "رؤية"
توجه البوصلة،
على الرغم من عدم قدرتهم على رؤية الارض تحتهم.
بل وهذا النوع من التوجه يعمل بصورة افضل في الليل لان صورة الارض لايمكنها ان تشوش عليه.

الحيوانات الاخرى
لديها حاشة مغناطيسية تخبرهم عن موقعهم.
هذا الامر نلاحظه عند السلحفاة
البحرية
الضخمة
والتي تضع بيوضها على سواحل فلوريدا
ثم تذهب الى
الاطلسي
لتسبح بضعة سنوات في بحر
سارغاسو (بين افريقيا وامريكا واقرب للامريكتيين)قبل ان تعود الى فلوريدا او اوروبا.
العالم
Kenneth Lohmann
من جامعة نورث كارولينا
تمكن، عام 2001، من اكتشاف
ان السلحفاة البحرية تملك حاسة مغناطيسية
يمكن استخدامها لتحديد المكان
وبالتالي الطريق الذي يجب سلوكه.

قام الدارسين بوضع سلاحف في حوض،
يمكن التحكم في حقله المغناطيسي،
بحيث ان قوة الحقل المغناطيسي واتجاه خطوطه
يمكن تغييرها
لتتطابق مع مناطق جغرافية في منطقة
الاطلسي وبحر ساغاسو،
حسب الرغبة.
عند تعريض السلاحف لحقل مغناطيسي
يتوافق مع الموجود في بيئتهم الطبيعية حسب الفصل،
تسبح السلاحف في الاتجاه الصحيح
كما يفعلون تماما في الطبيعة.
ذلك يعني ان السلاحف، بمساعدة الحقل المغناطيسي،
تستطيع تحديد مكانها واتخاذ القرار المناسب
للجهة التي عليها التوجه اليها.

على الاغلب، آلية عمل بوصلة الطيور والسلحفاة مختلفات تماما عن بعضهما،
ولكن الخبراء غير متأكدين من ذلك.
الحواس المغناطيسية تتختلف عن بقية الحواس
في كونها تتلقى
قوة وخطوط الحقل المغناطيسي
الموجودة في كل مكان
بما فيه تخترق الجسم.
لذلك لاتحتاج الى عضو خارجي
كالاذن مثلا، بحيث يمكن التعرف عليها وانما يمكن ان تكون في اي مكان داخل الجسم.

العثور على الكريستال المغناطيسي في دماغ السلحفاة البحرية
وفي المنقار عند الطيور تدلل
بأن الكريستال
يلعب دورا
مركزيا
في الحاسة المغناطيسية.
وعلى الرغم من ان الخبراء يملكون بضعة اقتراحات لكيفية استغلال
الكريستال المغناطيسي
من اجل تحديد الموقع الجغرافي الا انهم لم يعثروا،
حتى الان،
على
عضو الحاسة المغناطيسية.

الالماني
Günter Fleissner,
من جامعة غويث في فرانكفورت
اشار عام 2010 الى انه ليس فقط
الطيور المهاجرة مثل
(tamduvan, Sylvia borin )
التي تملك كريستال مغناطيسي وانما ايضا طيور المدينة المستقرة
مثل الدجاج لديها عند منقارها الاعلى
كريستال الحديد.
الكريستال المغناطيسي وبقية انواع الكريستال
توجد في نهاية العصب
الكبير الذي يرسل الانباء الى الدماغ
عن الانطباعات القادمة من جلد الوجه.
لذلك يعتقد العلماء ان الكريستال المغناطيسي قادر ايضا على اعلام الدماغ
من خلال هذا العصب نفسه،
عن حالة الحقل المغناطيسي.

في اختبار جرى عام
2011
على
الحلزونات البحرية من نوع
Tritonia diomedea,
والمعروف عنها
استخدامها للحقل االمغناطيسي للارض في
تحديد مكانها وطريقها،
ظهر واضحا مدى صعوبة
تحديد مكان عضو الحاسة المغناطيسية.
Dennis Willows
من جامعة واشنطون،
ازال اجزاء الدماغ البدائي من الحيوان
وبديلا عنهم
وصل نهاية الاعصاب التي كانت مؤدية الى الدماغ، بإليكترودير.
الحلزونة لم تمت،
ولذلك فعندما قام الباحثون بخلق
حقل مغناطيسي اصطناعي
حولها
، تمكنوا من تحديد جميع الاعصاب
التي تتفاعل مع الحقل المغناطيسي.
لقد ظهر ان عشرة بالمئة من الاعصاب تتنشط
من التغييرات الناشئة في الحقل المغناطيسي
، في حين ان الضعف منهم
تكون ردة فعلهم تخفيض لنشاطهم العصبي.
والاعصاب التي زاد نشاطها
تذهب نهاياتها الى مختلف انحاء الجسم
مما يعني ان مراكز الحاسة المغناطيسية موزعة على عموم الجسم.

على الرغم من ذلك يوجد عضو للحاسة المغناطيسية جرى التعرف عليه.
هذا العضو يسمى
Lorenzinis ampuller,
ويتموضع في الدماغ عند
سمك القرش والشفانين
(Batoidea).
احدى اكثر التجارب اقناعا على وجود عضو للحاسة المغناطيسية لدى سمك القرش
جرت عام
2005 في هاواي، حيث وضع في حوض كبير محاط بأسلاك نحاسية، سمكة قرش من نوع المطرقة
وستة اسماك قرش من نوع
الزعنفة العالية
(Carcharhinus plumbeus).
الباحثون كان بمستطاعهم خلق حقل مغناطيسي في الحوض قوته ضعف قوة حقل الارض المغناطيسي.
في البداية بدأت فترة تعليمية
حيث كان يجري زيادة القوة المغناطيسية
للحقل في كل مرة يجري إطعام القرش في مكان محدد من الحوض.
لاحقا، عندما كان يجري زيادة قوة الحقل المغناطيسي،
كانت اسماك القرش تسبح على الفور الى المنطقة المعنية حتى ولو لم يكن هناك طعام.
التجربة تبرهن على ان اتلحاسة المغناطيسية لدى سمك القرش
تسجل حدوث التغييرات ولكنها لاتكشف لنا كيف.

وعلى الرغم من ان الاختصاصييون لايقولون ان الانسان يمتلك هذه الحاسة
، كشف ستيفان ريبيرت
Steven Reppert,
من جامعة ماساشوسيتي،
عام 2011،
اننا نملك في اعيننا
البروتين نفسه،
كريبتوكروم،
والذي يشكل الاساس في بوصلة الحاسة المغناطيسية عند الطيور
وعند ذبابة الموز.
والنسخة الانسانية من
الكريبتوكروم تملك
جميع الخصائص الضرورية
لتكون جزء من بوصلة مغناطيسية.
هذا الامر جرى البرهنة عليه من خلال استخدام
ذبابة موز مصابة بطفرة
بحيث لاتستطيع
بناء بروتين كريبتوكروم فعال
وبالتالي فقدت قدرتها على الشعور بالحقل المغناطيسي.
عند زرع الجين الانساني فيها ، الجين الذي يحمل كود صناعة البروتين الانساني المطلوب،
عادت اليها القدرة على الاحساس بالحقل المغناطيسي.

ذلك يعني اننا، بشكل من الاشكال،
نشعر بالحقل المغناطيسي للارض بدون ان نعيي ذلك.
ولكننا لانعرف إذا كان لذلك اي فائدة عملية او فيما إذا كنا نحصل على مساعدة لتحديد الطريق الصحيح.

الدلفين ايضا يملك حاسة كهربائية.
عندما يكون جنينا يملك الدلفين شعرات
على انفه
ولكنها تختفي سريعا عندما يكبر.
بعض الخبراء اعتقدوا ان هذه الشعرات بقايا
من الفترة التي كان فيها الدلفين حيوانا بريا مثل كلب البحر.
الان تظهر التحاليل التي جرت
في جامعة روستوك الالمانية
حفر جذور هذا الشعر تخفي
حاسة كهربائية، تساعد الدلفين على تفي اثار الطريدة.

نرى نقاط الحاسة الكهربائية على انف الدلفين

الخبراء اختاروا دراسة الدلفين
Sotalia guianensis,
الذي يعيش على الشاطئ الشرقي لامريكا اللاتينية، حيث يعثر على طعامه من خلال التنقيب في قعر البحر.
بفضل قياسات التيرموغرافيك
تأكد العلماء من صحة توقعاتهم.
وعند موت احد الدلافين في حديقة حيوان
حصل العلماء على فرصتهم بالقيام بتشريحه وتحليل الانسجة.
لقد ظهر ان
حفر جذور " الشعر"
ممتلئة بالاوعية الدموية
والاعصاب مما يدل على وجود حاسة وظيفية.

وللتحقق ان هذه الحاسة كهربائية عرضوا احد الدلافين الى مجموعة تجارب.
تعلم الدلفين ان ينقل الحلقة اذا صدر عنها اشارة كهربائية
ضعيفة وتجارب اخرى من هذا النوع.
النتائج اكدت ان الدلفين قادر على التقاط الاشارات الكهربائية الضعيفة.

كيف تحدد الطيور طريق هجرتها

الحواس المغناطيسية للحيوان

الحواس المغناطيسية للحيوان :: تعاليق

الحواس المغناطيسية للحيوان