Magnetsinn

Der Magnetsinn, also die Fähigkeit, das Magnetfeldder Erdewahrzunehmen und sich in ihm zu orientieren, wurde seit Mitte der 1960erJahre an vielen Tierenund auch an Bakterienexperimentell nachgewiesen. Damals hatte Wolfgang Wiltschkofür seine Doktorarbeitim Keller des Zoologischen Instituts der J.W. Goethe-Universität Frankfurt am Maineinen speziellen Käfig konstruiert, der einerseits vom Erdmagnetfeldgenügend stark abgeschirmt werden konnte, um den herum er aber ein schwaches, statisches Magnetfeld künstlich erzeugen konnte. Nach seinen Tests mit den ?Modelltieren? Rotkehlchenund später Taubenkonnten er und zahlreiche andere Forscher u.a. auch bei Insekten, Fischen, Reptilienund Säugetiereneinen Magnetsinn experimentell nachweisen.

Wie erkennen Vögel das Magnetfeld?

Ein technischer Kompassweist die Richtung von magnetisch Nord nach magnetisch Süd mit Hilfe der Polung des irdischen Magnetfeldesaus, er unterscheidet also gewissermaßen zwischen Nordpolund Südpol. Der Magnetsinn der Vögel basiert hingegen auf dem Erkennen der Inklinationdes Erdmagnetfeldes: Vögel bestimmen den Neigungswinkel der Magnetfeldlinien relativ zur Erdoberfläche. Sie unterscheiden also zwischen "polwärts" und "äquatorwärts", denn am Pol weisen die Magnetfeldlinien senkrecht nach oben, während sie am Äquatorgenau parallel zur Erdoberfläche verlaufen.

Der Magnetsinn im Auge funktioniert wahrscheinlich mit Hilfe der so genannten Radikal-Paar-Bildung, die bereits 1976 von dem deutschen Biophysiker Klaus Schulten (heute Professor an der University of Illinois) beschrieben wurde. Diesem Modell zufolge besteht der Magnetrezeptor aus einem Molekülpaar, das durch Licht aktiviert werden kann und anschließend, infolge der Übertragung eines Elektrons, ein sehr kurzlebiges, so genanntes Radikal-Paar bildet. Dieses Paar alterniert ständig zwischen zwei quantenmechanischmöglichen Zuständen. Nach dessen Zerfall können sich Moleküle mit unterschiedlichen Eigenschaften bilden, je nachdem, in welchem Zustand sich dieses Radikal-Paar zuletzt befand. Dieser Endzustand ist dem Modell zufolge aber abhängig von der Inklination: Wenn die Magnetfeldlinien ausgeprägt senkrecht auf das Radikal-Paar treffen, entsteht ein anderes Verhältnis der beiden chemischen Endprodukte zu einander, als wenn die Magnetfeldlinien relativ flach auf das Radikal-Paar treffen. Im Ergebnis wird diesem Modell zufolge eine physikalische Gegebenheit (das örtliche Magnetfeld) in eine chemische Gegebenheit "übersetzt" und so ein wesentlicher Schritt zur Wahrnehmung mit Hilfe eines spezialisierten Sinnesorgans zurückgelegt.

Der "Sitz" des Magnetsinns bei Vögel ist bis heute nicht mit absoluter Sicherheit nachgewiesen. Als geeignete Moleküle werden von den Forschern insbesondere so genannte Cryptochromengenannt, die in hoher Konzentration u.a. in Ganglienund Fotorezeptorenvon Gartengrasmückennachgewiesen wurden. Demnach wäre die Netzhautder Sitz des Magnetsinns. Von Wolfgang Wiltschkostammt die Beobachtung, dass die Orientierung von Zugvögeln am Magnetfeld nur gelingt, wenn ihr rechtes Auge nicht abgeklebt ist, während einäugig links sehende Tiere dann hilflos zu sein scheinen. Eine andere Frankfurter Forschergruppe kam ferner zu dem Ergebnis, dass auch im Bereich des Schnabels magnetisch empfindliche Strukturen vorhanden sind.

Siehe auch

Magnetotaxis

Literatur

• Roswitha Wiltschko, Wolfgang Wiltschko: Magnetic Orientation in Animals. 1998: Heidelberg (Springer Verlag), ISBN 3-540-59257-1

• Wolfgang Wiltschko: Magnetic Orientation. in: Josef Dudel, Randolf Menzel, Robert F. Schmidt: Neurowissenschaft. Vom Molekül zur Kognition. 2001: Berlin (Springer), ISBN 3-540-41335-9

Weblinks

• Infos für Schüler zum Erdmagnetfeld
• Originaltext zum Modell der Radikal-Paar-Bildung von Klaus Schulten

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