새들은 놀랍게도 방향을 분별할 수있는 능력이 뛰어나서 때로는 "내부 GPS"가 있다고 말하는 것이 좋습니다. 두 생물 학자 팀이 수행 한 새로운 연구는 인상적인 항해 능력, 눈에 단백질이 지구의 자연 자기장을 감지 할 수있는 이유를 발견했을 수 있습니다.
조류의 항해 능력은 전 세계의 과학자와 연구원들을 오랫동안 매료 시켰습니다. 조류가 장거리 날아가 이주 과정에서 선호하는 특정 지역으로 돌아갈 수있는 다양한 연구와 가설이 주어졌습니다. Max Planck Ornithology Institute of Ornithology의 Hans Walraff가 수행 한 실험은 일부 조류가 냄새 감각에 의해 탐색 할 수 있다고 제안한 반면, 다른 이론은 새들이 철분이 풍부한 모발 세포를 가졌을 수도 있다고 제안했습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 조류의 눈은 실제로 지구의 자기장을“어떤 방식으로도 볼”수 있습니다.
Cry4 단백질을 갖는 자기장을 보는
조류의 눈을 조사한 연구는 두 개의 다른 생물 학자 팀에서 나왔습니다. 독일의 Carl von Ossietzy University Oldenburg에서 수행 한 한 연구는 유럽 로빈을 조사했으며 스웨덴의 Lund University에서 수행 한 또 다른 연구는 Zebra Finches를 연구했습니다.
두 팀의 연구원들은 Cry4로 알려진 특정 단백질이 조류가 지구의 자기장을 인식 할 수 있도록 책임을 질 수 있음을 발견했습니다. Cry4 단백질은 많은 포유 동물이 일주기 리듬을 조절하도록 돕는 데 도움이됩니다. 특히 푸른 파장의 빛을 받아들이는 광 수용체의 유형 인 암호 물론입니다. 이것은 푸른 파장의 빛이 존재하는 경우 새가 지구의 자기장을 사용하여 스스로를 방향으로 지정할 수 있음을 시사하기 때문에 중요합니다.
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Lund University의 팀은 Cry1, Cry2 및 Cry4 단백질의 세 가지 특정 Cryptochromes가 얼룩말 핀치의 몸 안에서 어떻게 발현되었는지 측정하기 시작했습니다. 연구원들은 얼룩말 핀치의 유전자가 동물의 눈과 뇌에서 단백질이 어떻게 발현되는지에 어떤 영향을 미쳤는지 조사했습니다. Cry4 및 Blue Light와 관련된 이전 연구에서 단서를 얻은 연구원들은 단백질이 자기 수용에 관여하면 단백질 수준이 하루 종일 변동하지 않을 것이라고 가정했습니다. 단백질이 자기 수용에 관여하지 않으면 변동해야합니다.
Lund University of Lund 생물 학자 Rachel Muheim과 논문의 공동 저자 인 Rachel Muheim은“우리는 새들이 낮이나 밤에 자석 나침반을 사용한다고 가정합니다.
연구원들이 가정 한 것처럼 Cry4의 수준은 하루 종일 비교적 안정적으로 유지되었으며 Cry1과 Cry2의 수준은 아침부터 밤마다 변동했습니다. Lund University 팀의 연구 결과는 University Oldenburg에서 수행 한 작업에 의해 뒷받침되었습니다. 유럽 로빈을 연구 한 연구자들은 또한 Cry4의 수준이 24 시간 동안 비교적 일정하게 유지되었지만 Cry4의 수준은 한 가지 주요 상황에서 변화했다는 것을 발견했습니다. 철새 시즌 동안 Cry4 수준이 기준 수준에 비해 높아졌습니다.
University Oldenburg 연구원들은 다른 흥미로운 것을 발견했습니다. 이 연구는 CRY4의 수준이 로빈의 눈의 영역에 집중되어 들어가는 빛의 대부분을 받았다는 것을 발견했습니다. 더 가벼운 노출이 Cry4가 나침반으로 기능하는 데 도움이되므로 이것은 의미가 있습니다.
증거는 설득력있는 것처럼 보이지만 현재 결정적인 것은 아닙니다. 주제에 대한 더 많은 연구가 수행되어야합니다. 이 문제를 복잡하게하는 것은 연구에 관련된 다른 단백질 인 Cry1 및 Cry2가 둘 다 다른 동물에서 자기 수용과 상관 관계가 있다는 사실입니다. 일부 유형의 Garden Warblers는 Cry1을 사용하여 Magnetoreception을 통해 탐색하는 것으로 생각됩니다.
감지 라디칼 전자
조류가 Cry4를 사용하여 탐색하는 방법의 정확한 메커니즘에 관해서는 양자 역학이 포함됩니다. 원자의 구성 요소 인 전자는 "스핀"으로 알려진 특성을 가지고 있습니다. 전자의 스핀은 "위"위치 또는 "다운"위치에있을 수 있으며,이 두 위치는 전자가 자석처럼 작동 할 수 있음을 의미합니다. 전자는 자석과 마찬가지로 할 수있을 때 서로 쌍을 이루지만 일부 분자에는 홀수의 전자가 있습니다. 이것은 전자의 일부가 쌍을 이루지 않고 자유롭게 떠 다니지 않음을 의미합니다 (때로는“급진적”분자라고도 함)
.유리 전자가있는 분자는 같은 방향을“포인트”하거나 반대 방향을 가리키는 사이에서 앞뒤로 흔들릴 수 있습니다. 지구의 상대적으로 약한 자기장은이 과정에 영향을 줄 정도로 강력하여 라디칼 분자에 일어나는 일을 변화시킵니다. 라디칼은 자기장의 약간의 변동에 따라 다른 더 복잡한 분자로 결합되거나 분리 될 수 있습니다.
이 과정은 Cry4와 같은 단백질이 지구의 자기장으로 인한 변화를“볼”수있게하여 일부 조류가 탐색하는 방법을 설명 할 수있는 새의 눈에서 발생합니다. Cry4 단백질이없는 조류를 연구하여 조류가 여전히 내부 방향 시스템을 갖는 것처럼 보이는지 확인합니다. 다음 단계가 좋습니다.
인간 활동 및 조류 항법
이 연구는 또한 인간이 다양한 종의 조류에 어떤 영향을 미치는지에 대한 영향을 미칠 수 있습니다. Cry4가 지구의 자기장의 변동을 해석하기 위해 빛에 의존한다면, 도시의 인공 조명이 조류의 철새 패턴을 방해 할 수있는 이유를 설명 할 수 있습니다. 인공 조명은 새를 철새 길에서 던지거나 건물로 날아갈 수 있습니다. 대도시의 빛은 200km 또는 125 마일 떨어진 곳에 볼 수 있습니다. 이 이론은 일부 연구자들은 조류, 조명 오염을 덜 방출하여 조류와 많은 야행성 동물에 대한 위협이 적은 조명을위한 "녹색"조명을 설계 할 수 있는지 궁금해했습니다.
.조류의 경우 마이그레이션을 더 어렵게 만들 수있는 가벼운 오염뿐만 아니라 소음 공해와 같은 것들 및 많은 전자 제품 (및 AM 무선 신호)에서 유래 한 간섭의 양도 조류가 내부 나침반을 사용하여 자신을 방향으로 향하는 것을 방해 할 수 있습니다.
.Oldenburg University 연구에 기여한 Henrik Mouritsen은 인공 전자기장이 철새를 어떻게 혼란스럽게 할 수 있는지에 대한 이전 연구를 수행했습니다. Mouritsen과 그의 팀은 실험에서 유럽 로빈이 방향 감각이 있었고 적절한 철새 경로를 찾을 수 없다는 것을 발견했습니다. 전기적으로 접지 된 알루미늄 판으로 덮인 나무 오두막에서 새를 차폐 한 후 새들은 제대로 방향을 정할 수있었습니다.
Mouritsen은 당시 그의 우려를 표명했습니다 :
희망은 동물이 세상을 사는 방법에 대해 더 많이 배우면서 의도하지 않은 영향을 최소화하는 시스템을 설계 할 수 있기를 바랍니다.
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