گیرندگی مغناطیسی در پرندگان و ناوبری آنان (Magnetoreception)

نام نویسنده:سینا امیررجب

تاریخ انتشار:بهمن 1395

دریافت فایل کامل گزارش:bird_navigation

حیوان ها در زندگی روزمره خود به منظور پیدا کردن غذا، فرار از شکار شدن، پیدا کردن جفت و همچنین رسیدن به مناطق غنی برای زنده ماندن، حمل و نقل های روزانه یا فصلی انجام می دهند. برای صرفه جویی در انرژی، مسیر های نقل و انتقال و انتخاب زمان های حرکت اهمیت پیدا می کند. با وجود اینکه سوال هایی مثل: چگونه حیوان ها مسیر های خود را پیدا می کنند و چگونه این اطلاعات را حس کرده و در مغز پردازش می کنند؟  قرن هاست که مطرح شده است، تنها در چند دهه ی اخیر مطالعه در زمینه های جهت یابی و ناوبری حیوان ها گسترش پیدا کرده است. به علاوه، دانش ما به صورت شایانی در زمینه مکانسیم های مختلف سلولی و قطب نما های بیولوژیکی در حیوان ها و کمک گرفتن از آن برای جهت یابی و ناوبریشان پیشرفت کرده است. قابل توجه ترین این پیشرفت ها در فهمیدن این است که چگونه حیوان ها می توانند اطلاعات ایجاد شده توسط میدان های مغناطیسی جغرافیایی زمین را حس کرده و از این اطلاعات برای وظایف ذاتی خودشان، مثل جهت یابی با استفاده از مفهوم قطب نما در طول مهاجرت، بهره گیرند. با وجود تحقیق های گسترده بین رشته ای و کاملا یکپارچه در دهه های اخیر هنوز کاملا نمی دانیم که حیوان ها چگونه میدان مغناطیسی زمین را درک می کنند. ما می دانیم که حیوان ها از اطلاعات مغناطیسی جغرافیایی برای جهت یابی خود استفاده می کنند ولی گیرنده ای که این اطلاعات را دریافت می کند نامعلوم باقی مانده است.  در بخش 3 کتاب Animal Movement Across Scales  در مرجع [1] اطلاعات مفیدی در زمینه ناوبری و جهت یابی حیوان ها نوشته شده است. در ادامه به ناوبری با کمک میدان مغناطیسی می پردازیم.

پذیرش مغناطیسی(Magnetoreception) به عنوان یک حس شناخته شده است که با کمک این حس موجود زنده قادر خواهد بود میدان مغناطیسی را تشخیص دهد و از آن برای درک جهت ، تعیین مسیر و میزان ارتفاع از سطح دریا استفاده کند. این حس توسط رنج وسیعی از حیوان های برای جهت یابی و ناوبری و یک روش برای  ایجاد نقشه های محلی توسط آنها به کار گرفته می شود. پذیرش مغناطیسی به منظور جهت یابی و ناوبری به درک میدان مغناطیسی زمین می پردازد. پذیرش مغناطیسی همچنین در باکتری ها، بندپایان، نرمتنان و گروه وسیعی از مهره داران وجود دارد این در حالی است که وجود این حس در انسان هنوز مساله بحث برانگیزی است. فصل 8 کتاب Sensing in Nature در مرجع [2].

برای درک کامل پذیرش مغناطیسی ابتدا باید بفهمیم که میدان مغناطیسی جغرافیایی چه اطلاعاتی را می تواند فراهم آورد و از آن مهم تر فهمیدن این است که حیوان ها از چه نوع اطلاعاتی استفاده می کنند. زمین به خودی خود یک آهنربای قوی است که قطب های این آهنربا نزدیک قطب های چرخش زمین قرار دارند خطوط میدان در نیم کره جنوبی از سطح زمین به سمت بیرون است و به دور کره زمین چرخیده و در نیم کره شمالی به درون سطح زمین وارد می شود. به عنوان یک نتیجه همانگونه که در شکل مشاهده می کنید جهت خطوط میدان در نیم کره جنوبی از سطح زمین به سمت بالا، در خط استوای مغناطیسی خطوط موازی با زمین و در نیم کره شمالی جهت خطوط به سمت سطح زمین است پس با این تغییرات شیب و جهت گیری خطوط می توان یک تغییرات مکانی منظم برای خطوط میدان مغناطیسی زمین در نظر گرفت. همچنین چگالی یا شدت میدان در دو قطب زمین بیشترین مقدار(60 الی 65 میکرو تسلا) و در نزدیک استوای مغناطیسی کمترین مقدار( 25الی 30 میکروتسلا) دارد که این یعنی از قطب به استوای مغناطیسی یک تغییرات شدت میدان به صورت متغیر با مکان (گرادیان شدت) در هر نیم کره خواهیم داشت. این میدان ممکن است به صورت مکانی هم به صورت زمانی تغییراتی داشته باشد ولی این تغییرات نسبت به اندازه میدان اصلی کوچک است. پس بنابراین این میدان مغناطیسی جغرافیایی یک اطلاعات ناوبری قابل اعتماد و همیشه در دسترس فراهم آورده است. این اطلاعات را می توان به دو گونه طبقه بندی کرد: اولا بردار مغناطیسی که اطلاعات جهت یابی را برای استفاده به صورت قطب نما فراهم می کند و ثانیا شدت کل میدان (به همراه شیب تغییر) که اطلاعاتی شبیه طول و عرض جغرافیایی را فراهم می کند که ممکن است به صورت بخشی از ناوبری، به عنوان نقشه نشان دهنده ی موقعیت مورد استفاده قرار گیرد که در حیوان ها نشان داده شده که از هر دوی این اطلاعات استفاده می کنند.

در اینجا لازم است که دو مفهوم جهت یابی (Orientation) و ناوبری (Navigation) بیان شوند. جهت یابی و ناوبری به صورت دو مفهوم متفاوت شناخته می شوند جهت یابی به معنی توانایی شناسایی مسیر و جهت اصلی شناخته می شود که با مفهوم قطب نما قابل تعیین است. ناوبری به معنی تعیین موقعیت با توجه به مقصد حرکت است که نیاز به یک نقشه مهاجرت دارد که اگر بر اساس میدان مغناطیسی زمین باشد لازم است شدت میدان و انحراف مغناطیسی زمین اندازه گیری شود.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *