Fluturele-monarh ar putea ajuta oamenii de știință să rezolve una dintre cele mai mari enigme ale naturii: cum simt animalele câmpul magnetic al Pământului și reușesc să migreze mii de kilometri cu precizia unei busole perfecte. Neurocercetătorii încearcă să înregistreze, în timp real, momentul în care creierul acestor insecte „percepe” câmpul magnetic – un simț despre care specialiștii spun că este „ultimul pe care nu îl înțelegem cu adevărat”, scrie The New York Times.
Busola magnetică rămâne ultimul mare mister al simțurilor la animalele migratoare. Pentru unii oameni de știință, fluturele-monarh ar putea fi cheia.
Într-un mic depozit din Texas, sub un cer perfect senin, în noiembrie, Robin Grob a făcut ceea ce pare imposibil: o intervenție pe creierul unui fluture-monarh.
Aripile portocalii și negre erau fixate cu bandă adezivă, iar corpul alb, cu pete fine, era prins sub microscop. Prin lentilă, creierul părea o mică masă gălbuie în care fusese introdusă o tetrodă -patru electrozi mai subțiri decât un fir de păr. Neurobiolog la Universitatea Norvegiană de Știință și Tehnologie, dr. Grob a sigilat apoi capul fluturelui cu silicon, pentru a fixa electrozii.
Fluturele se zbătea. „Calmează-te”, i-a spus încet. „Nu te mai mișca”.
Partea cea mai grea abia urma: mutarea fluturelui, cu tot cu electrozi, către simulatorul de zbor - un cilindru metalic deschis, de mărimea unui termos. Acolo urma să fie prins și lăsat să „zboare” într-un câmp magnetic controlat. O singură mișcare greșită putea compromite ore întregi de muncă. Dar dacă totul reușea, cercetătorii puteau înregistra exact momentul în care creierul percepea câmpul magnetic care ghidează migrația monarhilor.
În fiecare an, acești fluturi străbat mii de kilometri, din Canada până în pădurile de brad din Mexic. Se bazează pe un ansamblu de busole interne, însă mecanismul exact rămâne un mister: cum poate o insectă cu un creier mai mic decât un bob de orez să găsească aceleași păduri, an după an?
Animalele – inclusiv oamenii – se orientează folosind indici interni și externi: poziția soarelui și stelelor, lumina polarizată, repere geografice și memorie. Dintre toate, simțul magnetic – capacitatea creierului de a detecta câmpul magnetic al Pământului – este cel mai puțin înțeles.
„Știm cum mirosim, cum vedem, cum auzim, dar nu știm cum pot animalele să perceapă câmpul magnetic”, spune David Dreyer, neurocercetător la Universitatea Lund, în Suedia. „Este ultimul simț pe care nu îl înțelegem cu adevărat”.
Hărțile și busolele din capul animalelor
Animalele folosesc în esență două tipuri de orientare: simțul hărții – aflarea poziției față de un loc – și simțul busolei – menținerea unei direcții folosind indicii externe.
Țestoasele marine le au pe ambele. Pot folosi câmpul magnetic ca busolă, dar și ca hartă, ceea ce le permite să găsească drumul „acasă”, chiar și din locuri în care nu au mai fost.
Insectele migratoare par să aibă doar busolă, nu și hartă: pot zbura în direcția corectă, dar nu există dovezi clare că „știu” unde sunt.
Totuși, insectele au un avantaj pentru cercetători: creier mai mic, circuite mai simple.
„Creierele mari sunt mult mai greu de descifrat”, spune biologul Kenneth Lohmann, de la Universitatea North Carolina. Iar monarhii ar putea fi cheia.
Nu toți oamenii de știință sunt convinși că aceștia au simț magnetic. „Nu cred că îl au”, spune Henrik Mouritsen, biolog la Universitatea Oldenburg. În urmă cu 20 de ani, el a publicat un studiu care nu a găsit nicio dovadă.
„Vreau să văd cu ochii mei că pot face asta. Eu am încercat și nu am reușit”, spune el.
Chirurgie microscopică
Înapoi în depozit, dr. Grob privea monitorul. Electrodul fusese introdus în patru tipuri de neuroni din „complexul central” al creierului - zona orientării spațiale. Dar monarhii au aproximativ 100 de milioane de neuroni.
Experimentul presupune multă încercare și eroare. Dacă neuronii nu reacționează la câmp magnetic, echipa o ia de la capăt, cu alt fluture.
Pentru Grob, e vital să lucreze în aer liber, nu în laborator steril.
„Dacă vrem să înțelegem migrația, animalul trebuie să fie în starea comportamentală corectă”, explică Basil el Jundi, neurocercetător, al cărui laborator a conceput metoda. „Trebuie să înregistrezi de la un animal care chiar navighează”.
Dincolo de un singur fluture
În anul 2000, neurologul Steven Reppert conducea prin Midwest când a văzut un „nor portocaliu”.
„Aerul era atât de plin de monarhi încât se loveau de parbriz”, povestește el. Văzând acel spectacol, a înțeles că mecanismul migrației lor trebuie descifrat.
În următorii 20 de ani, a schimbat domeniul: a demonstrat că monarhii foloseau soarele și lumina polarizată pentru orientare; că ceasurile lor biologice de navigație sunt în antene, nu în creier; că anumite gene controlează percepția timpului; și că „busola solară” este în complexul central.
Fosta sa studentă, Christine Merlin, cercetătoare la Texas A&M, studiază acum simțul magnetic. Un studiu din 2021 a arătat că o genă, CRY1, este esențială pentru reacția magnetică și că antenele și ochii sunt implicați.
Dar unde se află „senzorii”, mai exact? Kayla Goforth folosește CRISPR pentru a elimina gene și a vedea ce se întâmplă. Vrea să descopere molecula „în care au loc reacțiile la nivel cuantic”.
Dacă tehnologia inspirată de biologie va avansa, ea ar putea duce la sisteme de navigație umană fără GPS.
„Dacă creezi un instrument bazat pe câmpul magnetic al Pământului, nu îl poți pierde”, spune ea. „Este mereu acolo”.
Suntem și noi „magnetici”?
Înțelegerea mecanismelor monarhilor ar putea explica migrația multor specii – poate chiar și la oameni.
„Au oamenii simț magnetic?” se întreabă Reppert. „Poate avem unul subconștient. Dar dovezile sunt rare”.
Cele două echipe cercetează și felul în care monarhii „aleg” între soare și câmp magnetic. Când folosesc fiecare busolă? Cum se combină?
„Este o aventură uriașă”, spune el Jundi. Laboratoarele atacă problema din două direcții: una caută senzorii; cealaltă urmărește procesarea lor în creier. Exact ca migrația monarhilor: pleci dintr-un loc, ajungi în altul.
După ce siliconul s-a întărit, Grob a dus fluturele la simulator. Îl va ajuta? Sau va fi încă un eșec?
Fluturele a început să bată din aripi. Pe monitor au apărut semnale. Cercetătorul privea atent.
Într-un creier mai mic decât un bob de orez ar putea sta răspunsul la una dintre cele mai mari întrebări: cum ființele vii simt un câmp invizibil și traversează planeta.
„Este mai mult decât un fluture-monarh”, spune el.
Ştiri video recomandate
