Magnetoresepsie

Magnetoresepsie – die vermoë om die Aarde se magneetveld waar te neem.

Sintuie, wat die magneetveld van die Aarde waarneem, kom in geleedpotiges, weekdiere en werweldiere voor.  Hierdie vermoë word hoofsaaklik vir ruimtelike oriëntasie en navigasie gebruik.  Dit moet nie verwar word met sintuie wat die Aarde se gravitasie-aantrekkingskrag waarneem nie.

Talle eksperimente is op migrerende voëls vir langer as ‘n eeu gedoen.  Van die bevindings sluit in dat daar kriptochroom proteïene in selle in die retinas van hierdie voëls se oë voorkom, wat baie sensitief vir swak magneetvelde is (Winklhofer, 2010; Hore & Mouritsen, 2022).  Die selle wat kriptochroom proteïene vervaardig word deur sekere ligvlakke, en spesifiek die ligintensiteit wat in die lente en herfs voorkom, geprikkel.  Migrerende voëls sal voor migrasie onrustig begin optree (wat in diergedragstudies Zugunruhe genoem word), in groepe begin versamel en hulself algaande meer in die rigting van migrasie orïenteer wanneer hulle sit, soos wat vlakke van kriptochroom in hierdie retinaselle toeneem (Hore & Mouritsen, 2022).

Daar is ook ysteroksied-bevattende weefsel in die boonste gedeelte van voëls se bekke wat aan senuwees van die trigeminus senuwee (NV) gekoppel is, wat ook deur voëls soos ‘n kompas gebruik word om te navigeer (Fleissner et al., 2010).  Magnetiet, wat gemagnetiseerde ysteroksied-partikels is, kom in die snoete van sekere visse, soos forelle, voor.

Waarteenoor sekere migrerende diere slegs die Aarde se magneetveld waarneem om hul noord-suid migrasieroete vas te stel, gebruik ander die vermoë om subtiele veranderings in die sterkte en verskille in oriëntasie van die magneetveld van die Aarde aan te voel, om ‘n komplekse gravitasiekaart van hul omgewing te vorm om daarbinne te kan navigeer (Gould, 2008).

Die ampullas van Lorenzini, wat in die vel van die snoete van kraakbeenvisse, soos haaie en rôe, voorkom, is klein flesvormige struktuurtjies waarbinne senuweeuitlopers voorkom.  Die ampullas van Lorenzini word gebruik om elektriese velde waar te neem, maar dit kan ook, deur induksie, gebruik word om die magneetveld van die Aarde waar te neem.    Kraakbeenvisse gebruik ook hierdie vermoë om te navigeer.

Elke ampulla van Lorenzini is ‘n mukusgevulde flesvormige sakkie wat met ‘n ronde opening op die vel open.  Onder die ampullas is daar ‘n netwerk van kanaaltjies met senuweevesels wat die ampullas aanmekaar verbind.  Die ampullas van Lorenzini, kan baie klein veranderings in die elektriese potensiaal in die water rondom die vis aanvoel.  Die ampullas van Lorenzini kan egter ook die magneetveld van die Aarde deur middel van induksie waarneem.  Faraday se Wet beskryf dat ‘n elektriese potensiaal (wat deur die dier waargeneem word) gegenereer word wanneer ‘n geleier (in hierdie geval die dier) deur ‘n magneetveld beweeg.

Magnetoresepsie was ook in amfibieë soos grotsalmanders, groensalmanders en Europese skurwepaddas en in reptiele soos seeskilpaaie waargeneem.  Soogdiere soos die Europese bosmuis, Groot bruin vlermuis, Vaalvlermuis, Rooivos en die Zambiese molrot toon almal magnetoresepsie-gedrag.

Dit is onbekend of mense ook die Aarde se magneetveld kan aanvoel, maar daar is aanduidings dat dit tog moontlik is.  Die ethmoïedbeen van die neus bevat magnetiese stowwe (Carrubba et al., 2007), terwyl magneet-sensitiewe kriptochroom in die menslike retina voorkom (Foley et al., 2011).  Mense se alfa breingolwe word deur magneetvelde beïnvloed, maar daar is nog nie duidelikheid hoe dit mens se gedrag beïnvloed nie (Wang et al., 2019). 

Persoonlik dink ek dat mens nie die belang van die magnetiese stowwe in die ethmoïed en kriptochroom-bevattende selle in die retina van mense moet onderskat nie.  Die ethmoïed kom in die middel van die skedel voor en bevat o.a. die kribiforme plaat waar die olfaktoriese senuwees vanaf die olfaktoriese lobbe tot in die neusholte deurdring.  Die ethmoïed vorm ook deel van die wand wat die oogkaste en neusholte skei en is dus millimeters van die retina wat kriptochroom gevat, geleë.  As mens na die posisie van die ethmoïed kyk en sy assosiasie met talle senuwees en sintuie – veral die retina – is dit sekerlik ook die beste plek vir ‘n organiese ingeboude kompas.

Verwysings:

Carrbubba, S.; Frilot, C.; Chesson, A.L. & Marino, A.A. (2007). Evidence of a nonlinear human magnetic sense. Neuroscience. 144 (1): 356–357.

Fleissner, G.; Wellenreuther, G. & Heyers, D.; et al. (2010). Avian magnetoreception: elaborate iron mineral containing dendrites in the upper beak seem to be a common feature of birds. PLOS One. 5 (2): e9231. doi:10.1371/journal.pone.0009231

Foley, L.E.; Gegear, R.J. & Reppert, S.M. (2011). Human cryptochrome exhibits light-dependent magnetosensitivity. Nature Communications. 2: 356.

Gould, J.L. (2008). Animal navigation: The evolution of magnetic orientation. Current Biology. 18 (11): R482–R48. doi:10.1016/j.cub.2008.03.052

Hore, P.J. & Mouritsen, H. (2022). The Quantum Nature of Bird Migration. Scientific American:24–29.

Wang, C.X.; Hilburn, I. A.; Wu, D.A.; et al. (2019). Transduction of the geomagnetic field as evidenced from alpha-band activity in the human brain. eNeuro. Society for Neuroscience. 6 (2): ENEURO.0483–18.2019. doi:10.1523/eneuro.0483-18.2019.

Winklhofer, M. (2010). Magnetoreception. Journal of the Royal Society Interface. 7(2):131-134.