הוספה / הסרה מרשימת תפוצה 
המצפן הפנימי של בעלי החיים

פעם הנושא עורר לעג בקרב הקהילה המדעית אבל היום זה כבר ברור:
לבעלי חיים יש חוש מגנטי. מדענים מתחילים להבין כיצד הוא פועל ולמה הוא נועד.


במשך שישה חודשים שנדמו כנצח ב-2007, בילתה סאבין בֶּגַל, זואולוגית באוניברסיטת דואיסבורג-אסן בגרמניה, את הערבים מול המחשב, כשהיא נועצת מבט בתמונות של פרות במרעה. היא הורידה תמונת לוויין של שטח מרעה מ-Google Earth, תייגה את הפרות זו אחר זו, ואז הורידה את התמונה הבאה. בעזרת עמיתיה גילתה בֶּגַל, בסופו של דבר, שמעלות הגירה שפלות הרוח האלה עלו על משהו. בממוצע, נראה היה שהן התמקמו עם העדפה קלה כלפי ציר צפון-דרום. אך הן לא פנו כלפי הצפון האמיתי, שאותו יכלו לאתר בעזרת השמש. במקום זאת, באופן כלשהו הן ידעו לפנות דווקא לכיוון הקוטב הצפוני המגנטי, המצוי בצפון קנדה, מאות קילומטרים דרומית לקוטב הגאוגרפי.

 מחקר המשך העלה עדויות נוספות לכך שחיות גדולות, כמו פרות, יכולות להגיב לשדה המגנטי של כדור הארץ: היערכות הפרות ביחס לצפון נעלמה בסמוך לקווי מתח גבוה שגברו על האותות העדינים יחסית שמקורם בכדור הארץ.

נערכות לפי הצפון: פרות רועות באירלנד (צילום: דוד ה
נערכות לפי הצפון: פרות רועות באירלנד (צילום: דוד הכהן)

לפני כמה עשרות שנים, מחקרים כמו זה של בגל היו זוכים לקיתונות של לעג. כולם ידעו שחומר אורגני אינו מגיב לשדות מגנטיים חלשים כמו זה של כדור הארץ, ושבעלי חיים אינם מצוידים במגנטים כמו אלה המשמשים במצפנים. במאה ה-18, האמין פרנץ אנטון מֶסמֶר ב"מגנטיזם חייתי", כלומר בכך שיצורים נושמים מכילים נוזלים מגנטיים בגופם, אך אמונה זו הוגלתה מזמן למחוזות השרלטנות.
 
כיום הקהילה המדעית מכירה בכך שיש בעלי חיים הקוראים שדות מגנטיים ומגיבים להם, ושלרבים מהם היכולת הזאת מקנה יתרון הישרדותי. אבל הסיבה לכך שפרות ירצו להסתדר לפי השדה המגנטי נותרה בגדר תעלומה. למעשה, חוש מגנטי תועד היטב בעשרות מינים, מציפורים כמו אדומי החזה ופרפרים כמו הדנאית המלכותית הנודדים נדידות עונתיות ועד נווטים מומחים כמו יוני דואר וצבי ים; מחסרי חוליות כמו לובסטרים, דבורי דבש ונמלים ועד יונקים כמו חולד ופילי ים; ומחיידקים זעירים ועד לווייתנים כבירים.

מה שאיש אינו יודע לבטח הוא איך בדיוק עושים זאת כל היצורים חוץ מן החיידקים. מגנטיזם הוא "החוש שעליו אנו יודעים הכי מעט," אומר סטיבן מ' רפֶּרֶט, נוירוביולוג בבית הספר לרפואה באוניברסיטת מסצ'וסטס בוורצ'סטר.

ואולם, שיתופי פעולה בין ביולוגים, מדעני כדור הארץ ופיזיקאים בעשור האחרון, החלו להניב מנגנונים אפשריים ולזהות מבנים אנטומיים המשמשים בסיס למנגנונים האלה. אף אחד מן הרעיונות האלה לא זכה עדיין לתמיכה מכלל הקהילה המדעית, אך העדויות הניסוייות שהתגלו עד כה בהחלט מסקרנות. יש אפילו בעלי חיים עם יותר מאיבר מגנטי אחד. חלק מן החיישנים הביולוגיים החשים בשדות מגנטיים עובדים כמו מגנט רגיל, ואילו אחרים עשויים להיעזר בהשפעות קוונטיות עדינות יותר.

הנושא מוסיף לעורר מחלוקת. אבל העניין הגובר והולך בחישה מגנטית וההתקדמות המהירה בשיטות הניסוי עשויים לגרום לחוקרים לפתור את תעלומת החוש יוצא הדופן כבר בשנים הקרובות.

קול קורא לנדוד
הרמזים המודרניים הראשונים ששדות מגנטיים מנחים לעתים התנהגות בעלי חיים צצו לפני כמחצית המאה. בשנות ה-50 חוקרים שמו לב שאדומי חזה אירופיים הכלואים בכלובים מנסים להימלט דרומה בסתיו, לשם הם אמורים לנדוד בטבע, אפילו אם אין להם אותות חזותיים לגבי מיקום הדרום. ואילו באמצע שנות ה-60, הראה וולפגנג וילצ'קו, סטודנט לביולוגיה באוניברסיטת גתה בפרנקפורט, שסלילים אלקטרומגנטיים הכרוכים סביב כלובי הציפורים יכולים לבלבל אותן ולגרום להן לנסות לברוח לכיוון הלא נכון. אלה היו כנראה העדויות הראשונות לחוש מגנטי, והתגובה הייתה ספקנית כצפוי. "כשגיליתי ששדה מגנטי ממלא תפקיד בהתמצאות במרחב של אדומי חזה, למעשה איש לא האמין לי," אומר וילצ'קו, שפרש לאחרונה ממשרתו בגתה.

ניסו לברוח לכיוון דרום בסתיו. אדום חזה
ניסו לברוח לכיוון דרום בסתיו. אדום חזה (צילום: Gettyimages)

זמן קצר לאחר התגלית, פגש וילצ'קו את אשתו לעתיד ושותפתו למחקר, רוזוויתה. מאז, חקר הזוג את החוש המגנטי בעופות, כשהם עובדים בעיקר עם אדומי חזה שצדו ברשתות סמוך למעבדותיהם. הזוג וילצ'קו החלו לפרסם את תוצאות מחקריהם המשותפים ב-1972, כשגילו שאדומי החזה רגישים לא רק לכיוון הגאוגרפי של הצפון המגנטי אלא גם לזווית הנטייה של השדה המגנטי של כדור הארץ יחסית לאופק.

נטיית השדה המגנטי של כדור הארץ משתנה ברציפות מקוטב לקוטב. בקוטב המגנטי הדרומי, השדה מצביע היישר למעלה, ואילו בקוטב המגנטי הצפוני הוא מצביע כלפי מטה. בערך במחצית הדרך, לאורך "קו המשווה המגנטי", השדה אופקי. במצפן פשוט, המחט תמיד מאוזנת אופקית, ולכן אין המצפן יכול למדוד את זווית הנטייה של השדה אלא רק את הרכיב האופקי. אבל מתברר שציפורים ובעלי חיים אחרים דווקא כן יכולים להשתמש במידע הזה כדי להעריך, באופן גס, את המרחק מן הקטבים המגנטיים.

שינויים בזווית הנטייה מקוטב אחד למשנהו אינם השינויים היחידים בשדה המגנטי של כדור הארץ. אפשר למצוא חריגות מקומיות הן בכיוון והן בעוצמה של מינרלים מגנטיים בקרום כדור הארץ. בעלי חיים מסוימים, ובייחוד צבי ים, אוצרים בזיכרונם מפה של חריגות אלו, והיא מסייעת להם לא רק למצוא את הצפון אלא גם לדעת היכן הם מצויים ביחס ליעדם. קנת' ג' לוהמן מאוניברסיטת צפון קרוליינה בצ'פל היל ועמיתיו גילו שצבי ים שנלכדו נוטים להגיב לשדות מגנטיים מלאכותיים המדמים את התנאים בנקודות ציון שונות לאורך מסלולי הנדידה שלהם. הצבים מנסים לשחות בכיוון שיוביל אותם ליעד אילו היו מתחילים מנקודות ציון אלו. כדי שיהיה לבעלי חיים חוש מיפוי מגנטי כזה, סביר להניח שהם צריכים להיות רגישים לא רק לחריגות בזווית הנטייה של השדה המגנטי אלא גם לשינויים בעוצמתו.

יש חוקרים הסבורים שגם לציפורים יש חוש מיפוי מגנטי בנוסף ליכולת ההתמצאות המגנטית הרגילה, אבל אנה גליַארדו, מומחית לחוש הריח בעופות באוניברסיטת פיזה באיטליה, אומרת שהעדויות לקיומו של חוש כזה קלושות. לדעתה, ציפורים כנראה מוצאות את דרכן ביעילות באמצעות חושים אחרים. "ארבעים שנות ניסויים," היא אומרת, "ולא נמצאה שום מניפולציה מגנטית שמנעה מיוני דואר לשוב הביתה." אך ציפורים כן הולכות לאיבוד אם הורסים את חוש הריח שלהן על ידי חיתוך עצבי האף, היא מוסיפה. יותר מזה, יוני דואר הגדלות בכלובים הנפתחים רק כלפי מעלה, כך שהציפורים אינן מסוגלות להבחין בכיווני הריחות מן הסביבה, אינן מסוגלות לנווט. כך שאף על פי שהעדויות לכך שציפורים מסוגלות להבחין בין הצפון ובין הדרום המגנטיים מוצקות למדי, אומרת גליארדו, היא מטילה ספק בכך שהחוש המגנטי שלהן יכול להבחין בפרטים נוספים.

לעומת זאת, מומחים רבים אחרים סבורים כעת שלציפורים יש שני חושים מגנטיים נפרדים זה מזה, כל אחד מיועד למטרות אחרות. האחד הוא חוש המצפן לכיווני השדה המגנטי, והאחר הוא "מגנטומטר" החש בעוצמת השדה. אחרים טוענים שיש עדויות לקיומו של כל אחד מן החושים לחוד, אך לא של שניהם במין ביולוגי אחד. סיבה אחת למחלוקת היא שקשה במיוחד לאפיין את ההשפעות ההתנהגותיות של מגנטיזם, בין השאר משום שציפורים ובעלי חיים אחרים מנצלים מגוון רמזים אחרים לצורך התמצאות וניווט. הם משתמשים בשמש, בכוכבים ובירח. הם יכולים לזהות ציוני דרך יבשתיים ואת הכיוון הכללי של הגלים בים, והם זוכרים ריחות. חיות תמיד מנווטות על סמך כמה חושים, אומר מייקל וינקלהופר, גאופיזיקאי באוניברסיטת לודוויג מקסימיליאן במינכן. "הן משתמשות בכל רמז אפשרי. ובכל פעם שרמז כלשהו אינו אמין דיו, הם עוברים למידע אמין יותר."

למרבה הצער, אפילו התוצאות המוצקות ביותר שהתקבלו מניסויים שתוכננו היטב, ניתנות לכמה פרשנויות. אחת התצפיות המרכזיות של הזוג וילצ'קו הייתה שחוש המצפן של אדומי החזה אינו פועל בחשכה. כדי לפעול נחוץ לו אור המכיל רכיב כחול, כלומר רכיב באורך גל קצר. הממצאים שלהם התקבלו בתנאי מעבדה, המסייעים אמנם לבודד רמזים זה מזה, אבל מצד אחר הם מלאכותיים במידה כלשהי. ואולם, במחקר מ-2004 שהיה ציון דרך בתחום, גילו הנריק מורטיסן מאוניברסיטת אולדנברג בגרמניה ועמיתיו עדויות משכנעות לפעילות הדדית בין אור למצפן גם בטבע. הם הראו שקיכלים שעפים בלילה מכיילים מחדש את החוש המגנטי שלהם מדי יום עם השקיעה.

לצורך הניסוי, לכדה קבוצתו של מורטיסן עשרות קיכלים במרכז אילינוי, והצמידה להם משדרי רדיו. עם השקיעה, חשפו החוקרים 18 ציפורים לשדה מגנטי שדימה את זה של כדור הארץ, אך פנה מזרחה במקום צפונה. לאחר רדת החשכה, הם פתחו את הכלובים ושחררו את הציפורים. החוקרים עקבו אחרי הציפורים במכונית אולדסמוביל מודל 1982 שהייתה מצוידת באנטנה גדולה שבלטה מן הגג ומשכה לא פעם את תשומת לבן של ניידות משטרה שעיכבו אותם לבדיקה. בעוד שקבוצת הביקורת המשיכה בנדידה צפונה לכיוון ויסקונסין, פנו 18 הציפורים שנחשפו לשדה הגאומגנטי המזויף מערבה לכיוון איווה או מיזורי. בלילות הבאים, תיקנו הציפורים האלה את מסלולן ופנו שוב צפונה.

אף על פי שהתוצאות מעידות על כך שהציפורים מכיילות מחדש את הצפון המגנטי בשעת בין ערביים, יש פרשנויות שונות על תפקיד האור בתהליך. אפשרות אחת היא שלציפורים יש מצפן פנימי שפועל רק בנוכחות אור, כפי שהסיקו בני הזוג וילצ'קו. אבל הסבר אחר נראה אפשרי באותה מידה: הציפורים פשוט השתמשו בשמש כנקודת ציון לכיול מצפן שאינו זקוק לאור כדי לפעול. למעשה, ייתכן שהן המשיכו להשתמש במצפן כל הלילה.
אם כן, ברור שאין די בניסויים התנהגותיים כדי להכריע בשאלות האלה. בסופו של דבר, יש לאתר ולחקור את איברי החישה באופן ישיר.


רמזים חלודים
החיפוש אחר איברים הרגישים לשדה מגנטי הוא הסיוט הגדול ביותר של חוקרי אנטומיה. החיישנים עשויים להיות תאים יחידים, הפזורים בכל מקום בגוף. הם עשויים להכיל חלקיקים מגנטיים מיקרוסקופיים, המקבילים למחט המצפן, וכשיחקרו אותם יהיה קשה להבחין בינם לבין זיהומים בדגימות הרקמה. המנגנון יצטרך גם לעמוד בדרישות מחמירות. בייחוד, הוא חייב להיות רגיש לשדות מגנטיים חלשים כמו זה של כדור הארץ, והוא חייב להבדיל בין האות המגנטי לבין הרעש של תנודות מולקולריות טבעיות, דרישה קשה במיוחד למבנים מיקרוסקופיים. עד כה, המנגנון היחיד שזוהה והוסבר באופן ברור, קיים בחיידקים.

בקווי רוחב שבהם זווית הנטייה של השדה המגנטי תלולה דיה, חיידקים מסוימים משתמשים בו כתחליף לכוח המשיכה כדי "לדעת" לשחות כלפי מטה, לכיוון קרקעית הים הבוצית, שם הם מעדיפים לחיות. בשנות ה-70, הראו חוקרים שהחיידקים האלה מכילים מחרוזות של כדוריות מיקרוסקופיות של מַגנֶטיט, מבנה של ברזל חמצני מגנטי במיוחד, המסתדרות זו ביחס לזו וביחס לשדה המגנטי ותוך כדי כך מכוונות את האורגניזם כולו בכיוון הנכון.

החיידקים שימשו אפוא מודל טבעי שבעזרתו אפשר ללמוד על חישה מגנטית באופן כללי. בשנות ה-80, הציעו הגאוביולוג ג'וזף ל' קירשווינק, כיום במכון הטכנולוגי בקליפורניה, ואחרים שמבנים דומים המבוססים על מגנטיט עשויים להתקיים בכל ממלכת החי. מדענים החלו לחפש אחר חלקיקים כאלה בחיות הרגישות למגנטיות.

בשנות ה-2000 המוקדמות, קבוצת מחקר שכללה את וינקלהופר, וולפגנג וילצ'קו וגרתה וגונתר פלֵייסנֶר, זוג נשוי נוסף מאוניברסיטת גתה, השתמשה בשיטות הדמיה מתקדמות כדי לזהות מבנים מסקרנים המכילים חלקיקי-ננו מגנטיים ביוני דואר. הם גילו את המבנים האלה בעור המקור העליון של הציפורים. החלקיקים המגנטיים היו קטנים ביותר, באורך ננומטרים ספורים, ולכן כל תנועה אקראית שלהם היא משמעותית יחסית לגודלם. פירוש הדבר שהמערכת רועשת מכדי לזהות עוצמה של שדה מגנטי אך בעיקרון היא מסוגלת לזהות את כיוונו של השדה."התגובה לא תהיה חזקה במיוחד, אבל אפשר להשתמש בזה לפחות כמצפן," אומר וינקלהופר. מעניין לציין שהאזורים שהמבנים נמצאו בהם עשירים בקצות עצבים כצפוי מחיישנים האמורים להיות משולבים במערכת העצבים.

משתמשות במגנטיות? יוני דואר בתערוכהמשתמשות במגנטיות? יוני דואר בתערוכה (צילום: Gettyimages)

רק חלק קטן מן החלקיקים הכילו מַגנֶטיט. השאר הכילו חומר דומה, המכונה מַגהֶמיט (Maghemite), שמידת המגנטיות שלו פחותה. עם זאת, החוקרים סברו שזאת ההוכחה הניצחת לקיומו של חוש מגנטי.

במאמר עוקב, הציעו בני הזוג פלייסנר ועמיתיהם מודל המסביר כיצד מבנה המכיל בעיקר מַגהֶמיט עשוי לפעול כמצפן. הם הציעו שמבני המַגהֶמיט עשויים להפוך מגנטיים יותר באופן זמני ולכן להגביר את השדה הגאומגנטי בקרבתם, ולתעל אותו אל חלקיקי המגנטיט.

אבל וינקלהופר הפסיק את שיתוף הפעולה עם עמיתיו ופרסם עם קירשווינק הודעה על כך שהם חוזרים בהם מן הממצאים. שני החוקרים הציגו ראיות לכך שהמַגהֶמיט במחקר היה "אמורפי", כלומר ללא סידור גבישי. חומרים אמורפיים הם מגנטים חלשים ביותר, אומר וינקלהופר, חלשים מכדי לבצע את התפקיד שיועד לחלקיקים שהתגלו בציפורים. אחרים טוענים גם שלא ברור אם קצות העצבים ממוקמים בדיוק בקרבת החלקיקים המגנטיים. ייתכן שהמבנים שהתגלו במקורן של יוני דואר אינם קשורים לחישה מגנטית כלל ועיקר, מסכם וינקלהופר.

סיבה נוספת לזהירות היא שמַגנֶטיט וחלקיקים מגנטיים אחרים נפוצים בסביבה. "אפילו אבק מן המעבדה מכיל חומרים מגנטיים," אומר וינקלהופר. חוקרי אנטומיה משתמשים באזמלי מנתחים מקרמיקה כדי לנסות למנוע חדירה של חלקיקים מתכתיים לרקמות שהם מוציאים מבעלי החיים. אבל אם חדרו החלקיקים לגוף כמזהמים, הם עשויים להיאסף על ידי תאי דם לבנים, שאפשר שייראו במיקרוסקופ כתאי חישה.

על אף הקשיים שעלו בעקבות השערת החיישן המגנטי ביוני דואר, וינקלהופר וקירשווינק נותרו תומכים נלהבים בתיאוריית המַגנֶטיט. הם מורים על העדויות הטובות ביותר, לדעתם, לקיומו של איבר כזה: תאים המדפנים את פתחי האף של טרוטת עין-הקשת. מייקל מ' ווקר מאוניברסיטת אוקלנד בניו זילנד ועמיתיו חוקרים את התאים מאז גילו אותם לראשונה ב-1997. החוקרים הצליחו להראות תגובה אלקטרו-פיזיולוגית לשדות מגנטיים, והתאים אכן שלחו אותות למוח.

קירשווינק מוביל כעת מחקר רב-שנתי במעבדות רבות כדי לאפיין את המבנה ואת ההתנהגות של חיישנים מגנטיים משוערים אלו. הוא חושד שהחלקיקים המגנטיים נתונים בתוך אברונים הדבוקים באופן ישיר לממברנות של תאי עצב ייחודיים. כל תא כזה ישמש חיישן מגנטי מיקרוסקופי. כששדה מגנטי גורם לאברונים להסתובב לתצורה חדשה, הם גורמים לשחרור יונים שגורמים לתאי העצב לירות ו"להגיד" למוח לאיזה כיוון על הדג לפנות. לדבריו, ייתכן כי חוקרים שחיפשו חיישנים על עור המקור של היונים צריכים ללמוד מן הדגים ולחפש בחוטמן של הציפורים.


אותות קריפטיים
מגנטיט אינו המועמד המוביל היחיד בתחרות. חוקרים רבים תומכים במנגנון המבוסס על פיזיקת קוונטים. קלאוס שוּלטֶן, ביופיזיקאי תיאורטי העובד כעת באוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין, גילה בשנות ה-70 שתגובות כימיות המושפעות משדות מגנטיים יכולות לשמש בסיס פיזיקלי לחוש מגנטי. התגובות האלה מתחילות כשפוטון של אור פוגע במולקולות צבען (פיגמנט) מתאימות וגורם ליצירת רדיקלים חופשיים. הצורך בפוטון יכול להסביר את הקשר האפשרי שמצאו הביולוגים בין אור השמש לבין חוש המצפן. אבל בימים ההם הרעיון נשמע פרוע, ושולטן לא הסביר כיצד האות יועבר למוח.

ואז, בשנות ה-90, גילו ביוכימאים חלבון צבען המכונה בשם קריפּטוֹכרוֹם, תחילה בצמחים ולאחר מכן ברשתית של יונקים, ובכללם בני אדם, שם הוא מצוי בכמה גרסאות ועוזר ליונקים לתאם את מחזורי היום והלילה. שולטן, בשיתוף עמיתיו סאלי אדם ות'ורסטן ריץ, ביופיזיקאי העובד כעת באוניברסיטת קליפורניה באירוויין, טענו שלקריפטוכרום יש בדיוק התכונות הנכונות לשמש כאיבר מצפן ושתאים מסוימים ברשתית עשויים להשתמש בזוגות הרדיקלים החופשיים שהוא יוצר כדי לזהות את כיוון השדה המגנטי של כדור הארץ.

ניסויי מעבדה הראו כי כשקריפטוכרום בולע פוטון של אור כחול, אנרגיית הפוטון גורמת למעבר אלקטרון מחלק אחד של המולקולה לחלק אחר. במולקולות יציבות מבחינה כימית האלקטרונים מסודרים בזוגות, אבל עירור האלקטרונים בקריפטוכרום גורמת לשני אלקטרונים לנוע בנפרד. כעת, שני האלקטרונים, המכונים זוג רדיקלים חופשיים, פוצחים ב"מחול לשניים" המוכתב על ידי הספין של כל אלקטרון. בפיזיקת הקוונטים, ספין הוא האנלוג של ציר מגנטי של מגנט מוט. הספין של כל אלקטרון מגיב לשדה הגאומגנטי ולספינים של גרעיני האטומים, וכל האינטראקציות האלה יחד גורמות לציר להתנודד (בתנועת נקיפה, פרצסיה) כמו סביבון. בזוג הרדיקלים, הספין של כל אלקטרון מושפע גם מזה של בן זוגו.

לעתים, במהלך "מופע המחול" של זוג האלקטרונים, הספינים שלהם מצביעים פחות או יותר לאותו כיוון, ואילו בפעמים אחרות הם מצביעים לכיוונים מנוגדים. הדבר החשוב הוא ששדה מגנטי חיצוני, כמו זה של כדור הארץ, משנה את כמות הזמן היחסית שבה מצויים האלקטרונים בכל אחד מן הסידורים. זה האופן שבו שדה חיצוני עשוי להשפיע על הכימיה של קריפטוכרום: תגובות כימיות מסוימות יכולות להתרחש רק כשהספינים מקבילים זה לזה. משום כך, אם השדה משאיר את הספינים מקבילים למשך זמן ארוך יותר, יעלה קצב התגובות האלה.

קצב ההתרחשות של תגובה כימית הרגישה לספין יכול לשמש כאות כימי שיגרום לתא עצב חושי לירות, כלומר לשגר אות חשמלי ולהעביר את המידע לאורך העצב אל מרכז במוח האחראי על ההתנהגות התלויה בשדה המגנטי. למרבה הצער, אף שהעיקרון הכללי מוכר היטב, במקרה של קריפטוכרום, אין איש יודע מה אמורה להיות התגובה הכימית הרלוונטית, ואיך שינויים בקצב שלה יגרמו לתא עצב לירות. ועם זאת, בעשור האחרון צצו כמה עדויות נסיבתיות.

תופעת נקיפת הספין רגישה לא רק לשדות יציבים, אלא גם לשדות המשתנים במהירות עם הזמן, כמו גלי רדיו. ב- 2004, חבר ריץ אל בני הזוג וילצ'קו והם הראו שגלי רדיו משבשים את המצפן הפנימי של ציפורים. ההפרעה התרחשה רק באורכי גל מסוימים, כצפוי אם הגלים אכן מפריעים ל"מחול" זוגות הרדיקלים. "מנקודת המבט של הפיזיקה, זוהי כרגע ההוכחה הטובה ביותר למנגנון זוג הרדיקלים," אומר ריץ.

ב-2009 גילתה קבוצת מחקר בראשות מוּרטיסן שציפורים עם פגיעות במרכז מוחי הקשור לראייה התקשו להתמקם על פי אותות מגנטיים. וב-2010 מחקר של
כריסטין ניסנֶר מאוניברסיטת גתה על תרנגולות ואדומי חזה אירופיים הראה שקריפטוכרום מיוצר בכמות גדולה לא סתם ברשתית של הציפורים אלא בפרט בתאי מדוכים הרגישים לאור אולטרה-סגול, כלומר בדיוק היכן שביולוגים היו מצפים לראות אותו, משום שיצירת זוג הרדיקלים תלויה באור.

ואולם, החקירה לא תמה. חלק ניכר מן התוצאות טרם שוחזרו באופן עצמאי על ידי חוקרים אחרים. וכמו בעניין המגנטיט, חלק מן ההוכחות אינן כה חותכות כפי שעשוי להשתמע. למשל, ריץ בעצמו מזהיר שגלי רדיו מייצרים שדות חשמליים העשויים להפריע לתהליכים ביולוגיים בדרכים בלתי צפויות. לדוגמה, ידוע שגלי רדיו מפריעים לקולטנים של שליחים עצביים הפעילים במרכזי העונג במוח, ולכן עשויים לבלבל באופן עקיף את הציפורים בלי להשפיע על יכולתן לחוש שדות מגנטיים.
פיטר ג' הוֹר, פיזיקאי מאוניברסיטת אוקספורד, מוסיף שהרגישות לכאורה של ציפורים לגלי רדיו טובה מכדי להיות אמיתית: נראה ששדה מגנטי בעוצמה קטנה פי 2,000 מזו של השדה הגאומגנטי של כדור הארץ די בו כדי לשבש את החוש המגנטי שלהן.

בלבול דומה שורה על מחקרים על קריפטוכרום בזבובי פירות. ב-2008 הראו רפרט ועמיתיו שאפשר לאלף זבובי פירות לעקוב אחרי שדה מגנטי ולכוונם לעבר פיתיון מסוכר, אך לא זבובים מוטנטים חסרי הגן לקריפטוכרום, שאינם מסוגלים לייצר את החלבון.

אבל החרקים נחשפו לשדות בעוצמה גדולה פי 10 מזו של השדה הגאומגנטי. ומשום שהנסיינים ידעו מתי השדות המלאכותיים הופעלו או כובו, הם היו עשויים להטות
את תוצאות הניסוי בלי לשים לב לכך, מזהיר קירשווינק.

באופן כללי, אומר הור, על אף הצטברות עדויות לטובת רעיון זוג הרדיקלים, "עוד לא הגענו אל המטרה." חסרות כמה פיסות של התצרף, בראש ובראשונה פרטי
המנגנון, "וזה מאוד מתסכל אותי." בסופו של דבר חוקרים יצטרכו להראות תגובה אלקטרו-פיזיולוגית, כלומר תאי עצב ששולחים אות חשמלי בתגובה לשדה מגנטי, כדי להוכיח שהם מצאו את מושבו של החוש החדש. אלקטרופיזיולוגיה היא השיטה המכריעה בביולוגיה של החושים, מציין ריץ: "כך למדנו כיצד פועל חוש הראייה."
למרבה העניין, ביוני 2011 הראו רֶפֶּרט ועמיתיו שזבובי פירות שהגן שלהם לקריפטוכרום הוחלף בגן האנושי לחלבון זה, עדיין שמרו על יכולת החישה המגנטית. התגלית הציתה מחדש את ההשערה שגם לבני אדם יש חוש מגנטי, על אף שהעדויות לכך זעומות. ניסויים שערך רובין ב' בייקר מאוניברסיטת מנצ'סטר באנגליה בשלהי שנות ה-70 הראו, לכאורה, שלאנשים יש יכולת ניווט מגנטית מסוימת, אבל ניסיונות לשחזר את התוצאות כשלו.


לחבר הכול יחד
רוב המומחים זנחו הסברים חלופיים לחוש המגנטי, מכיוון שהם סבורים שלפחות אחת משתי ההשערות המובילות מתקבלת על הדעת. ייתכן שהיוצא מן הכלל הוא החוש המגנטי של דגי המַנטָה והכרישים, שיש הטוענים שהוא תוצר לוואי של הרגישות המופלאה של היצורים האלה לשדות חשמליים. בעורם של דגים אלו יש תעלות מיקרוסקופיות, מוליכות חשמלית, המשמשות לחישת מתח חלש עד כדי חמש מיליארדיות הוולט. מכיוון ששדות מגנטיים משרים מתח על מוליכים בתנועה, דג יכול לקלוט את השדות הגאומגנטיים פשוט על ידי תזוזה ימינה ושמאלה תוך כדי שחייה.

אפילו לאחר שייושבו המחלוקות, ייתכן שלא נוכל להסביר הישגים יוצאי דופן של חיות נודדות, כמו הלוויתן גדול הסנפיר, המסוגל לשחות ברצף מאות קילומטרים בים הפתוח בלי לסטות מן המסלול המתוכנן יותר ממעלה אחת.

ואולם, חוקרים רבים מקווים שמנגנון החישה המגנטית יוסבר בקרוב. שיטות הניסוי התקדמו התקדמות עצומה: הטכנולוגיה מאפשרת כעת לחוקרים לעקוב אפילו אחר ציפורים קטנות, שיטות הדמיה של מבנים אנטומיים מיקרוסקופיים נעשו מדויקות יותר ומדענים מכמה תחומים החלו לפעול במשותף. כשתיפתר התעלומה, יהיו מי שיסתכלו אחורה אל העת הזאת בגעגועים, אומר ריץ: "לא מזדמן לנו לעתים קרובות לגלות חוש חדש."


 ד'ר זרצקי את עמיאל מרפאות וטרינריות בע'מ   www.vetmed.co.il                               

צור קשר



לייבסיטי - בניית אתרים