Mágneses helymeghatározó rendszert találtak ősi állati fosszíliákban

A kis mágneses fosszíliákat ősi tengerfenéki üledékekben eltemetve találták az Észak-Atlanti-óceánban, melyeket egy rejtélyes, azonosítatlan organizmus hagyta hátra. A lándzsahegy, orsó, puskagolyó és tű alakú fosszíliák nem nagyobbak egy bakteriális sejtnél. A tudósok úgy vélik, hogy biológiai eredetűek, de nem tudják milyen állat hozta létre őket és miért.

A kutatók a Communications Earth & Environment tudományos magazinban publikált tanulmányukban a rejtély egy részét megoldották. Azt találták, hogy ezek a fosszíliák egy állat helymeghatározói lehettek, amivel az organizmusok képesek voltak olvasni a Föld mágneses mezejét, akár egy térképet. A kutatók megvizsgálták a fosszíliák mágneses struktúrájának 3 dimenziós képét, ami olyan jellemzőket mutatott ki, amik arra vannak optimalizálva, hogy érzékeljék a Föld mágneses mezejének irányát és erősségét; ez segíthette a tájékozódást. Bármilyen állat fosszíliái ezek, azt már tudják, hogy valószínűleg pontosan tudott tájékozódni. Ez a felfedezés az első közvetlen bizonyítéka annak, hogy az állatok legalább 97 millió éve tájékozódnak a Föld mágneses mezejének felhasználásával. Az is kiderülhet, hogyan fejlesztették ki az állatok ezt a képességet - írja az origo.hu.

Sok állat tájékozódik a Föld mágneses mezejével, de nem tudni hogyan

Az élet egy sor rendkívüli érzéket fejlesztett ki és a mágneses érzékelés az egyik legkevésbé értett. A madarak, halak, rovarok a Föld mágnes mezejének segítségével nagy távolságokat járnak be, de nem tudni, hogy csinálják. Az egyik elmélet az, hogy a testükben lévő kis magnetitkristályok igazodnak a Föld mágneses mezejéhez, melyek úgy működnek mint mikroszkopikus mágnestűk.

Tavakban és más víztestekben találtak bizonyos baktériumokat, melyek a mágneses érzékelés primitív formájával rendelkeznek. A baktériumokban lévő kis mágneses részecskeláncok lehetővé teszik, hogy a baktériumok igazodjanak a mágneses mezőhöz, ami segít nekik a víztestben a preferált mélységbe úszni. Ezek a csak 50-100 nanométer széles részecskék tökéletes iránytűk. Minél kisebbek, annál hatékonyabb a mágneses érzék. A csapat által tanulmányozott mágneses fosszíliák azonban 10-20-szor nagyobbak, mint a baktériumok által használt mágneses részecskék és az Észak-Atlanti-óceánból nyerték ki. Korábban voltak kutatók, akik úgy vélték, hogy „óriás” mágneses fosszíliák védelmi tüskékként szolgáltak. A modell szimulációk azonban azt mutatták, hogy rendelkezhetnek fejlett mágneses tulajdonságokkal is. Úgy tűnik, hogy ezek az állatok alaposan kontrollálták ezeknek a fosszíliáknak az alakját és struktúráját, és a kutatók szeretnék megtudni, hogy miért?

A kutatók egy új technikát alkalmaztak, hogy vizualizálják a fosszília belső struktúráját, és kimutatták, hogyan rendeződnek a mágneses momentumok (a forgó elektronok által generált kis mágneses mezők) a mágneses fosszíliában. Mostanáig a tudósok nem tudtak három dimenziós képet készíteni nagy részecskékről, például az óriás mágneses fosszíliákról, mert a röntgen sugár nem hatol beléjük. Most mágneses tomográfiával feltérképezték a fosszíliák belső mágneses szerkezetét. A képek bonyolult mágneses konfigurációt mutatnak, a mágneses momentumok egy a fosszília belsején keresztülfutó központi vonal körül örvénylenek, tornádószerű örvény mintázatot formázva. Ez a mágneses örvény ideális tulajdonság a tájékozódáshoz: a mágneses mező erejében történő változásokra imbolyogva reagál, ami részletes térképpé alakul át.

Ez a mágneses részecske érzékeli a Föld mágneses mezejének dőlését és ebből tudja a magasságot, és méri a mágneses mező erősségét is, ami a földrajzi hosszúsággal változik. Az örvénystruktúra geometriája nagyon stabil, ami azt jelenti, hogy ellenáll a kis környezeti zavaroknak, melyek amúgy megzavarhatják a tájékozódást.

Az még nem tudni, hogy mi hozta létre ezeket a fosszíliákat. Olyan vándorló állatokat kell keresni, melyek elég elterjedtek voltak az óceánban ahhoz, hogy bőséges fosszília maradt utánuk. Az angolnák potenciális jelöltek, mert körülbelül 100 millió éve fejlődtek ki és az egyik legkevésbé ismert állatok. Az európai és az amerikai angolnák több ezer kilométert tesznek meg az édes vizű folyókból a Sargasso-tengerig, hogy szaporodjanak.

Az angolnák érzékelik a Föld mágneses mezejét, de azt nem tudni, hogyan? Magnetit részecskéket észleltek angolnákban, de sejtjeikben és szöveteikben közvetlenül még nem sikerült képet alkotni róluk, részben kis méretük miatt és mert testükben bárhol rejtőzhetnek ezek a részecskék.