У птиц и многих других животных существует удивительная способность ощущать магнитное поле, позволяющее им ориентироваться на местности и определять направление своего пути. Учёным из Токийского университета удалось пронаблюдать реакцию на стыке квантовой физики и биохимии, которая является ключевой для магниторецепции.
Использовав специальный микроскоп, способный распознавать слабые световые вспышки, учёные проследили, как содержащие светочувствительные компоненты человеческие клетки реагируют на изменения в магнитном поле. Выяснилось, что слабое свечение, которым клетки отвечают на эти изменения, — прямое влияние определённого квантового эффекта на клеточную химическую активность.
Исследователи считают, что в этом процессе задействованы светочувствительные белки криптохромы. Они наличествуют у многих животных и играют роль в регулировании циркадных ритмов. У некоторых существ — птиц, собак и других — они связаны со способностью к магниторецепции. Эти белки есть даже у человека, и наблюдения учёных подтверждают давнюю гипотезу, что они также связаны с магниторецепцией, просто слабо развитой.
Под микроскопом исследователям удалось увидеть, что флуоресценция клеток меняется на 3.5% при проходе магнитного поля над ними. Этого изменения достаточно, чтобы указать на магниторецептивный эффект. Но как магнитное поле может влиять на фоторецептор?
Учёные считают, что этот процесс обусловлен квантовыми спинами — собственными моментами импульса элементарных частиц. Данные эксперимента с человеческими клетками и магнитным полем подтверждают это. Исследователи отметили, что их работа не только указывает на генезис магниторецепции, но и — в более широком смысле — на взаимосвязь квантовых процессов с биохимическими реакциями.
Фото: CORINNA LANGEBRAKE AND ILIA SOLOV'YOV
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.