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Ils “sentent” le magnétisme de la Terre

30/07/2021 à 16h00 CEST

La vue, l’ouïe, l’odorat, le goût et le toucher sont les cinq sens corporels « traditionnels » enseignés à l’école. Certains scientifiques en ajoutent plusieurs autres, qui permettent de percevoir la douleur, la température, la conscience de soi du corps, le mouvement, l’équilibre & mldr; jeDes chercheurs britanniques et allemands ont découvert le fonctionnement de la sensibilité magnétique des oiseaux migrateurs. Un sens qui leur permet de s’orienter grâce au champ magnétique terrestre.

Les scientifiques ont eu l’intuition que les oiseaux migrateurs “sentent & rdquor; le champ magnétique de la planète et que grâce à cette faculté ils ont pu s’orienter dans leurs déplacements, même lorsqu’il n’y a pratiquement pas de lumière. Mais ils avaient passé des décennies à chercher la « boussole » interne de ces animaux. Maintenant, ils pensent l’avoir trouvée.

Un groupe de biologistes, chimistes et physiciens des universités d’Oxford (Royaume-Uni) et d’Oldenburg (Allemagne) a prouvé en laboratoire que les oiseaux migrateurs nocturnes, comme le rouge-gorge (Erithacus rubecula aux abords), ont un sens magnétique basé sur les cryptochromes. (photorécepteurs de lumière bleue trouvés chez les animaux et les plantes), un type de protéine dans l’œil.

Un “capteur magnétique” qui aide les oiseaux dans les migrations

Des chercheurs ont publié dans la revue « Nature & rdquor; une étude qui montre qu’une de ces protéines photoréceptrices situées dans la rétine des oiseaux migrateurs, appelée cryptochrome 4 (CRY4), est sensible aux champs magnétiques. Et ils pensent qu’il s’agit du “capteur magnétique & rdquor ; qui les aide dans les migrations.

Le groupe de chercheurs, dirigé par le professeur Henrik Mouritsen, a en outre découvert que le CRY4 des rouges-gorges est plus sensible au magnétisme que celui d’autres espèces d’oiseaux, comme les poulets (Gallus gallus) ou les pigeons (Gallus gallusColumba livia. Un fait qui renforce encore le rôle de cette protéine en tant que capteur magnétique.

Les auteurs de l’étude ont d’abord extrait le code génétique du cryptochrome 4 chez les rouges-gorges, puis ont produit la protéine en grande quantité à l’aide de cultures de cellules bactériennes.

Plus tard, des chercheurs du département de chimie de l’Université d’Oxford ont appliqué une nouvelle gamme de techniques d’imagerie par résonance optique et magnétique pour étudier cette protéine et ont pu démontrer sa sensibilité marquée aux champs magnétiques.

Le rapport met également en lumière le mécanisme par lequel cette sensibilité magnétique apparaît. Il est basé sur des réactions de transfert d’électrons déclenchées par l’absorption de la lumière bleue.

Calculs de mécanique quantique

Calculs de mécanique quantiqueLes protéines comme le cryptochrome sont constituées de chaînes d’acides aminés. Plus précisément, le cryptochrome 4 du rouge-gorge en a 527. Grâce à des calculs de mécanique quantique, deux des co-auteurs de l’étude, le chimiste Peter Hore et le physicien Ilia Soloviev, ont découvert que quatre de ces 527 acides aminés, d’un type connu sous le nom de tryptophane, sont essentiels pour les propriétés magnétiques de la molécule.

Sur la base de ces calculs, électrons « saut & rdquor ; d’un tryptophane à l’autre, générant des paires de radicaux magnétiquement sensibles. Les scientifiques ont découvert que si ces tryptophanes étaient remplacés par d’autres acides aminés, le mouvement des électrons était bloqué ; c’est-à-dire que les oiseaux seraient laissés sans “boussole”.

La conclusion des chercheurs est que la lumière entraîne une réaction chimique dans la protéine CRY4, qui à son tour déclenche des effets quantiques qui pourraient amplifier les signaux magnétiques.

Cependant, les auteurs pensent que les protéines impliquées pourraient être significativement plus sensibles dans leur environnement natif. “Dans les cellules rétiniennes, les protéines sont probablement fixées et alignées, ce qui augmente leur sensibilité à la direction du champ magnétique”, soulignent-ils.

De plus, il est également probable qu’elles soient associées à d’autres protéines qui pourraient amplifier les signaux sensoriels. L’équipe continue de rechercher ces « partenaires d’interaction & rdquor ; encore inconnu.

Les oiseaux chanteurs migrateurs nocturnes sont des navigateurs remarquablement compétents. Volant seuls et souvent sur de longues distances, ils utilisent divers signaux directionnels dont, de manière cruciale, un compas magnétique dépendant de la lumière & rdquor;, notent les chercheurs dans le résumé de leur rapport.

Dans des études précédentes, ces mêmes chercheurs allemands avaient découvert que la pollution électromagnétique anthropique, par exemple par exposition aux ondes radio AM, perturbe l’orientation des oiseaux migrateurs. Et cet effet est vérifié même si les signaux ne représentent qu’un millième de la valeur limite définie par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) comme inoffensive.

Le système d’orientation particulier des rouges-gorges

Le système d’orientation particulier des rouges-gorgesLa recherche confirme les résultats d’une précédente, réalisée en 2009 par des scientifiques de la même université allemande et d’Auckland, en Nouvelle-Zélande, qui avaient déjà souligné que les rouges-gorges utilisent une partie de leur système visuel pour s’orienter en suivant le champ magnétique du Terre dans ses mouvements migratoires.

Dans cette enquête, il a été démontré qu’une région du cerveau appelée « N & rdquor ; il est responsable de la sensibilité magnétique de ces oiseaux migrateurs.

Les chercheurs ont désactivé chirurgicalement le « cluster N & rdquor; dans certains spécimens de rouges-gorges et ils ont vérifié que les oiseaux opérés n’étaient plus capables de percevoir les champs magnétiques et qu’ils devaient se tourner vers le soleil ou d’autres étoiles pour s’orienter.

L’expérience de 2009 a rejeté l’hypothèse selon laquelle l’orientation magnétique des rouges-gorges dépendait de l’existence de magnétorécepteurs (cristaux de minerai de fer) au sommet du bec et que le nerf trijumeau transmettait des informations sur les champs magnétiques au cerveau.

Après avoir rompu la connexion trijumeau de ces magnétorécepteurs avec le cerveau, aucun effet n’a été observé sur la capacité des rouges-gorges à s’orienter à travers les champs magnétiques.

Il s’agissait alors de savoir comment le “compas magnétique& rdquor; des oiseaux migrateurs, quelque chose qui semble avoir été clarifié maintenant avec cette dernière enquête germano-britannique.

Rapport de référence : https://www.nature.com/articles/s41586-021-03618-9

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