Veel soorten dieren, zoals vissen, vogels, reptielen, amfibieën en zelfs enkele zoogdieren, gebruiken het aardmagnetisch veld om zich te oriënteren. “Er zijn aanwijzingen, maar het exacte mechanisme is onbekend”, verklaart Francisco Javier Diego-Rasilla van de Spaanse Herpetologische Vereniging.
Neem de alpennewt, bijvoorbeeld. Deze dieren groeien als larven op in poelen en stromen, maar na hun metamorfose keren ze tijdens het broedseizoen terug naar dezelfde poel waar ze geboren zijn. Onderzoekers hebben enkele alpennewten tot 42 kilometer van hun geboorteplaats verplaatst, en bijna allemaal vonden ze zonder problemen hun weg terug. Dit toont aan dat ze het aardmagnetisch veld gebruiken als een soort GPS.
“Het aardmagnetisch veld beïnvloedt ons allemaal”, zegt Diego-Rasilla. “Maar het magnetische zintuig is het meest ongrijpbare van allemaal.” Het is bekend dat amfibieën zoals newts en kikkers magnetisme waarnemen, en er zijn minstens 20 vogelsoorten die ook deze vaardigheid bezitten, niet alleen migrerende soorten. Vissen, roggen en haaiën gebruiken de polariteit van het magnetisch veld om zich te oriënteren, terwijl reptielen, zoals zeeschildpadden, mogelijk een mentale kaart van hun geboorteplaats hebben in hun hersenen. Ook enkele zoogdieren, zoals vleermuizen, vertrouwen op hun magnetisch zintuig om in het donker te navigeren.
Het blijft echter onduidelijk hoe deze dieren dat doen. Er is nog geen specifiek orgaan ontdekt dat het magnetisch veld waarneemt, zoals onze neus of handen voor geur en tast. Bij migrerende vogels zijn bepaalde eiwitten, zogenaamde cryptochromen, ontdekt in hun netvlies; deze zijn gevoelig voor blauw licht en vormen de basis voor een complex oriëntatiemechanisme dat op kwantumfysica is gebaseerd. Er wordt ook aangenomen dat zeeschildpadden magnetietdeeltjes in hun lichaam hebben.
“Je moet weten waar je naartoe gaat, maar ook waar je bent”, legt Diego-Rasilla uit. Dit betekent dat een kompas alleen niet genoeg is; er is ook een mentale kaart nodig. Alpennewts, die ’s nachts migreren, gebruiken zowel een kompas als een mentale kaart. Met nieuwe inzichten heeft Diego-Rasilla ontdekt dat deze nieuwets hun kompas dagelijks actualiseren: net voor zonsondergang richten ze zich op een noord-zuidas, iets verschoven naar het oosten.
In de jaren 60 ontdekten twee Duitse ornithologen, W. Merkel en W. Wiltschko, dat Europese roodborstjes einde van hun route vanuit het noorden van Europa naar Afrika aflegden dankzij magnetoreceptie. Deze bevindingen werden aanvankelijk met scepsis onthaald, ondanks rigoureuze experimenten.
Het verzamelen van bewijs bleef doorgaan, waarbij onderzoekers ontdekten dat het niet alleen de polariteit van het magneetveld is die vogels begeleidt, maar ook de intensiteit. Het aardmagnetisch veld is te danken aan de aanwezigheid van een gedeeltelijk gesmolten ijzeren kern in onze draaiende planeet, een soort megagroot electro magnetisch apparaat.
Pigeon lijken zich op een andere manier te oriënteren. Ze bevatten geen magnetiet en kunnen dit zelfs in het donker. Recent onderzoek heeft aangetoond dat de hersenen en moleculaire mechanismen van deze vogels de magnetische velden waarneemt via inductie. “Wanneer een magnetisch veld verandert, produceert dit een elektrische stroom in een geleider,” legt Gregory Nordmann van het Max Planck Instituut voor Biologische Intelligentie uit. De beweging van de duif door het magnetisch veld wekt kleine elektrische signalen op die door gespecialiseerde cellen in het binnenoor worden gedetecteerd.
Er zijn nu drie bekende mechanismen waarmee dieren zich oriënteren: nanokristallen van magnetiet, lichtafhankelijke biofysica en magnetische inductie. Dit suggereert dat magnetoreceptie onafhankelijk van elkaar is geëvolueerd, wat betekent dat verschillende soorten met verschillende anatomieën en ecologische behoeften soortgelijke sensorische capaciteiten hebben ontwikkeld via andere biologische mechanismen.
Misschien wel het meest fascinerende voorbeeld van magnetisch gevoel is te zien bij zeeschildpadden. Ze komen als pasgeborenen uit het zand, zwemmen de open zee in en keren na 20 tot 30 jaar en duizenden kilometers terug naar dezelfde kustlijn om hun eigen eieren te leggen. Onderzoekers hebben hen onderworpen aan een experimentele manipulatie van hun magnetische waarneming, wat suggereert dat magnetiet een belangrijke rol kan spelen in hun vermogen om hun geboorteplaats te lokaliseren.
Alayna Mackiewicz, een onderzoeker aan de Universiteit van North Carolina, stelt dat de magnetische oriëntatie van dieren mogelijk gevolgen heeft voor biochemische reacties die worden beïnvloed door het aardmagnetisch veld. Het is waarschijnlijk dat magnetietkristallen in gespecialiseerde sensorische cellen zijn ingebed, die daarvoor naar de stranden van hun geboorteplaats leiden.
Samenvattend, de wereld van dieren met magnetische zintuigen is intrigerend en biedt veel vragen die nog moeten worden beantwoord. Het blijft onduidelijk hoe ze deze superkracht precies benutten, maar het feit dat ze via verschillende mechanismen hun omgeving kunnen waarnemen, blijft een fascinerend onderwerp van onderzoek.
