Veel zangvogels oriënteren zich tijdens hun migraties op het aardmagnetisch veld. Een onderzoeksteam van de Universiteit van Oldenburg is er nu in geslaagd het frequentiebereik te verkleinen waarbinnen elektromagnetische golven het magnetische kompas van trekvogels verstoren.
De studie werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift PNAS. Voor de huidige studie combineerde het team gedragsexperimenten en complexe kwantummechanische berekeningen op een supercomputer.
In hun onderzoek gaan de onderzoekers dieper in op het verband tussen het vermoedelijke kwantummechanische mechanisme en de verstoring ervan door radiogolven. Hun doel was om bewijs te vinden voor de werking van het magnetisch kompas en daarmee een basis te bieden voor verder onderzoek naar de verstorende effecten op het trekgedrag van vogels. Hun belangstelling ging uit naar de grensfrequentie waarboven de navigatie van trekvogels onaangetast blijft. Met deze waarde kunnen conclusies worden getrokken over de eigenschappen van de daadwerkelijke magnetische sensor. Dit is waarschijnlijk een lichtgevoelig eiwit genaamd cryptochroom 4, dat de juiste magnetische eigenschappen heeft.
Volgens initiële theoretische overwegingen zou de grensfrequentie in het VHF-bereik tussen 120 en 220 MHz moeten liggen. Het team testte daarom verschillende frequentiebanden met behulp van gedragsexperimenten met zwartkopmezen. In een in 2022 gepubliceerde studie hadden de onderzoekers al bewezen dat radiogolven tussen 75 en 85 MHz daadwerkelijk het magnetische kompas van kleine zangvogels verstoren. Zwartkopmezen zijn migranten over lange en middellange afstanden, die tijdens hun jaarlijkse migratie soms lange afstanden afleggen. Zodra ze niet meer worden blootgesteld aan de radiogolven, werkt hun magnetische zintuig weer.
In de huidige studie onderzocht het team onder leiding van Mouritsen en Hore en de twee hoofdauteurs – de bioloog Bo Leberecht en de scheikundige Siu Ying Wong, beiden van de Universiteit van Oldenburg – frequenties tussen 140 en 150 MHz en tussen 235 en 245 MHz. MHz. Het resultaat: in beide gevallen hadden de radiogolven geen invloed op de magnetische waarneming – wat de theoretische voorspelling bevestigde.
Ook voerden de onderzoekers modelberekeningen uit, waarbij ze de kwantummechanische processen binnen het cryptochroomeiwit simuleerden. Met deze berekeningen konden ze de afsnijfrequentie nog nauwkeuriger verfijnen. Het is dus 116 MHz: volgens de berekeningen hebben radiogolven met een hogere frequentie slechts zwakke effecten op de oriëntatie van de vogels – een resultaat dat overeenkomt met dat van de experimenten. “De gedragsexperimenten en de computersimulaties samen leveren verder sterk bewijs dat magnetische perceptie gebaseerd is op het kwantummechanische mechanisme dat we vermoedden en niet op een heel ander proces, zoals magnetische nanodeeltjes”, vat Mouritsen samen.
Terwijl radiogolven, die worden gebruikt voor radio-, televisie- of HF-communicatie, een cruciale rol spelen, hebben mobiele communicatie daarentegen geen invloed op het magnetische zintuig, benadrukt Mouritsen: “De frequenties die hiervoor worden gebruikt, liggen allemaal boven de relevante drempel. .”
Oorspronkelijke publicatie: Bo Leberecht et al.: “Upper bound for broadband radiofrequency field disrupting of Magnetic Compass Orientation in night-migratory songbirds”, Proceedings of the National Academy of Sciences Vol. 120, nr. 28, https://doi.org/10.1073/pnas.2301153120.