Quantentphysik und Zugvögel
Ein gemischtes Team an der Uni Oldenburg forscht an einem spannenden Thema: Der Orientierungssinn der Zugvögel. Der Fokus liegt auf dem Magnetfeld der Erde. Das Team gehört zur AG Neurosensensorik / Animal Navigation. Seit 2019 mit dem Schwerpunkt „Quantum Birds“ des Europäischen Forschungsrats. Die Forschung ist wirklich spannend, sie verbindet Biologie, Chemie und Physik.
Quanten, Verschränkung, Elektronen
Quantenphänomene spielen eine Rolle bei der Navigation. Der Magnetsinn der Rotkehlchen und Mönchsgrasmücken scheint genau darauf zu basieren: Verschränkung, einem der grundlegenden Quantenphänomene. Es stellte sich nämlich heraus, dass die Vögel nicht nur einen, sondern zwei magnetische Sinne haben. Der eine basiert auf eisenhaltigen Mineralien, die bei den Sensoren im Schnabel die Wahrnehmung beeinflussen. Außerdem gibt es da auch noch die visuelle Wahrnehmung, die die in der Nacht ziehenden Vögel nutzen. Sie reisen also mit Hilfe von Magnetdetektoren.
Wie macht das Rotkelchen das? Und seine Nachbarin, die Mönchsgrasmücke?
Die Tiere haben in der Netzhaut Farbstoffmoleküle. Diese sogenannten Cryptochrome sind magnetismussensitive Moleküle, die in hochaktiven Neuronen in der Retina gefunden wurden. Das ist die Basis. Nun entstehen durch Radikalpaarbildung zwei über ihre Spins quantentechnisch verschränkte Elektronen. Diese richten sich als Nanomagnetnadeln am Magnetfeld der Erde aus.
Und je nachdem, in welcher Richtung diese besonderen Magnetnadeln sich ausrichten, erzeugt das eine biochemische Reaktion, die dem Vogel hilft, sich zu orientieren.
Das ziemlich kleine Vogelgehirn kann also das Magnetfeld wahrnehmen, die Ausrichtung feststellen und danach immer wieder die Reiseroute anpassen.
Faszinierend.
Quellen:
- Bilder: Maria/Zeitung
- VDI nachrichten 16/2021 (23. Apr. 2021)
- https://uol.de/ibu/neurosensorik
Maria