Kryptochromy są to światłoczułe cząsteczki, które posiadają bakterie, zwierzęta i rośliny. W przypadku zwierząt są one zaangażowane w kontroli rytmów okołodobowych ciała. U ptaków, kryptochromy są również zaangażowane w detekcji pola magnetycznego Ziemi: kryptochrom 1a znajdujący się wśród fotoreceptorów w ptasich oczach jest aktywowany przez pole magnetyczne. Teraz naukowcy z Instytutu Badań Mózgu im. Maxa Plancka we Frankfurcie wykryli kryptochrom 1 wśród fotoreceptorów w oczach kilku gatunków ssaków. W związku z tym, możliwe jest, że te zwierzęta mają  również zmysł magnetyczny, które związane z ich zmysłem wzroku.

Percepcja ziemskiego pola magnetycznego jest wykorzystywane przez wiele gatunków zwierząt, dla orientacji i nawigacji. Zmysł magnetyczny mają niektóre owady, ryby, gady, ptaki i ssaki; ludzie raczej nie są w stanie dostrzec pole magnetyczne Ziemi.
Zmysł magnetyczny u ptaków wędrownych badano dość szczegółowo: w odróżnieniu od zwykłego kompasu, który wskazuje kierunek, kompas ptasi rozpoznaje nachylenie linii pola magnetycznego w stosunku do powierzchni Ziemi. Nieoczekiwanie ten kompas ptaków jest połączony z organem wzroku bo pole magnetyczne aktywuje światłoczułę cząsteczki kryptochromu 1a znajdujące się na siatkówce oka ptaka. Kryptochrom 1a znajduje się w wśród fotoreceptorów wrażliwych na kolor niebieski i ultrafiolet i reaguje na działanie pola magnetycznego, jeśli równocześnie jest pobudzony przez światło.

Kryptochrom wśród ssaków
Wraz z kolegami z Uniwersytetu Ludwiga-Maximiliansa w Monachium, Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie i z uniwersytetów w Duisburg-Essen i Getyndze, Christine Nießner and Leo Peichl zbadali na obecność kryptochromu 1 w siatkówki 90 gatunków ssaków. U ssaków kryptochrom 1 odpowiada ptasiemu kryptochromowi 1a. Za pomocą przeciwciał skierowanych przeciwko aktywowanej światłem postaci cząsteczki, naukowcy znaleźli kryptochromu 1 tylko u kilku gatunków drapieżników i małp naczelnych. Jak to jest w przypadku ptaków, znaleziono wrażliwe na kolor niebieski czopki w siatkówkach oczu  tych zwierząt. Cząsteczka jest obecna u drapieżników takich jak psy, wilki, niedźwiedzie, lisy i borsuki, ale nie mają jej drapieżniki kotowate takie jak koty, lwy i tygrysy. Wśród naczelnych kryptochrom 1 znajduje się np. w oku orangutana. U pozostałych szesnastu gatunków ssaków, naukowcy nie znaleźli aktywnej formy kryptochromu 1 w komórkach czopków siatkówki.
Aktywny kryptochrom 1 znajduje się w światłoczułych zewnętrznych segmentów komórek czopka. Jest zatem mało prawdopodobne, że reguluje on rytmy dobowe zwierząt bo zachodzi to w jądrze komórkowym, które znajduje się w znacznej odległości od kryptochromów. Jest również prawdopodobne, że kryptochrom 1 jest dodatkowym pigmentem służącym do wizualnej percepcji kolorów. Naukowcy podejrzewają, że niektóre ssaki mogą używać kryptochromu 1 aby dostrzec pole magnetyczne Ziemi. W kategoriach ewolucyjnych, niebieskie czopki u ssaków odpowiadają czopkom wrażliwym na kolor niebeski i ultrafioletowy u ptaków. Jest więc zupełnie możliwe, że kryptochrom 1 u ssaków spełnia podobną funkcję.
Obserwacje lisów, psów, a nawet ludzi rzeczywiście wskazują, że mogą postrzegać pole magnetyczne Ziemi. Na przykład, lisy są bardziej skuteczne w łapaniu myszy kiedy rzucają się na nie w kierunku północno-wschodnim. „Niemniej jednak, byliśmy bardzo zaskoczeni aktywną kryptochromu 1 w komórkach czopków tylko u dwóch grup ssaków, ponieważ inne gatunki, których czopki nie zawierają aktywnego kryptochromu 1, na przykład niektóre gryzonie i nietoperze, reagują na pole magnetyczne”, mówi Christine Niessner.

Jedno z możliwych wyjaśnień jest takie, że zwierzęta mogą także dostrzec pole magnetyczne w inny sposób, na przykład za pomocą mikroskopijnych cząstek magnetytu i żelaza w komórkach. A funkcje zmysłowe oparte na magnetycie (jak zwykły kompas) nie wymagają światła. Mole szczury, które żyją w ciemnych tunelach orientują się przy użyciu takiego rodzaju kompasu. Ptaki mają również dodatkowy mechanizm orientacji w oparciu o magnetyt, które używają do określenia swojej pozycji.
Wiele podstawowych pytania pozostaje więc na razie bez odpowiedzi. Dopiero przyszłe badania będą musiały pokazać czy kryptochrom 1 w niebieskich czopkach oczu ssaków jest również częścią zmysłu magnetycznego, czy też spełnia inne zadania w siatkówce.

Dodaj komentarz