Vögel navigieren mit Quantensensoren

Vögel navigieren mit Quantensensoren

Dass Tiere schärfere und stärker ausgeprägte Sinne haben als wir Menschen, ist schon seit einiger Zeit bekannt. Vögel navigieren beispielsweise mit ihrem sogenannten Magnetsinn, sie nehmen also das magnetische Feld der Erde wahr. Wie genau das funktioniert, haben Forscher nun herausgefunden: Sie verwenden Quantensensoren.

Was genau sind Quantensensoren?

Die Quantenphysik beschäftigt sich mit den kleinsten Teilchen unserer Materie, also denen, die sich nicht weiter teilen lassen. Doch die reine Assoziation mit einem Teilchen ist ein Irrglaube: Ein Quant hat unendliche viele Zustände, kann also sowohl materiell als auch in Wellenform existieren. Verschiedene physikalische Größen wie Energie, der Drehimpuls oder die Ladung sind eigentlich Vielfache eines kleinsten Betrages, dem Quant.

Das Geheimnis liegt im Auge

Damit Vögel die magnetischen Felder wahrnehmen können, muss etwas in den Tieren magnetisch reagieren. Was genau das sein könnte, haben Forscher nun vielleicht herausgefunden: Sie untersuchten ein bestimmtes lichtempfindliches Eiweiß im Auge von Rotkehlchen. Dieses Eiweiß heißt Cryptochrom 4, und befindet sich in der Netzhaut der Vögel. Im Labor stellten die Forscher das Eiweiß mithilfe von Bakterienkulturen in großer Menge her und betrachteten es anschließend genauer. Es besteht aus Aminosäureketten, und vier dieser Ketten sind entscheidend für die magnetischen Eigenschaften des Moleküls. Sobald das Eiweißmolekül von blauem Licht angestrahlt wird, bildet sich ein Radikalpaar aus Elektronen. Die so entstandenen Paare wechseln ihren quantenphysikalischen Zustand ständig. Ein Magnetfeld stört diesen Wechsel jedoch, und das Eiweiß Cryptochrom 4 übersetzt die daraus gewonnenen Informationen in Signale, die der Vogel vermutlich wahrnehmen kann.

Auf der Seite vom Informationsdienst Wissenschaft erfahrt ihr mehr über die Forschungsergebnisse.

Vögel sind feinfühliger als gedacht

Wenn sich diese Entdeckung bewahrheitet, müssen die Forscher ihre früheren Annahmen revidieren: Die Vögel wären demnach für Umweltreize empfindlich, die um sechs Größenordnungen unterhalb der Schwelle liegen, die bislang als wahrnehmbar galt. Zugvögel nehmen das Magnetfeld dabei stärker wahr als Standvögel. Das ergab ein Vergleich des Eiweißes aus dem Auge von Rotkehlchen mit dem von Tauben und Hühnern. Jedoch ist bei den Ergebnissen Vorsicht geboten: Damit keine Tiere zu Schaden kommen, wurden die Moleküle ausschließlich künstlich im Reagenzglas hergestellt und untersucht. Wie sich das Eiweiß im Auge der Vögel zusammen mit anderen Molekülen verhält, lässt sich also nicht genau sagen.

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