Какие радиоволны нарушают магнитное чувство у перелётных птиц?

Многие певчие птицы используют магнитное поле Земли для навигации во время миграций, но радиоволны могут нарушать эту способность. Новое исследование определило верхнюю границу частоты, которая нарушает работу магнитного компаса.

Ключевой вывод: Радиоволны от радио- и телевещания, а также от гражданского диапазона (CB radio) могут нарушать магнитный компас перелётных птиц, а волны, используемые в сетях мобильной связи, — нет, так как их частоты слишком высоки.

Исследование, проведённое под руководством профессора Хенрика Муритсена (Университет Ольденбурга) и профессора Питера Хора (Оксфордский университет), опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Это открытие также подтверждает теорию о том, что магнитное чувство у птиц основано на квантово-механическом эффекте (так называемом механизме радикальных пар) в их глазах. Для работы команда совместила поведенческие эксперименты со сложными квантово-механическими расчётами на суперкомпьютере.

Ещё в 2014 году учёные показали, что электромагнитный "смог" (антропогенный шум) в диапазоне AM-радиоволн нарушает магниторецепцию птиц. Предполагается, что этот слабый, безвредный для человека шум влияет на квантово-физические процессы в клетках сетчатки, позволяющих птицам ориентироваться по слабому магнитному полю Земли.

Цель нового исследования — изучить связь между предполагаемым квантово-механическим механизмом и его нарушением радиоволнами, чтобы найти больше доказательств его работы.

Ключевым был поиск пороговой частоты, выше которой навигация птиц не нарушается. Определение этого значения позволяет сделать выводы о свойствах самого магнитного сенсора, которым, по теории учёных, является светочувствительный белок криптохром 4.

• Теоретический прогноз: пороговая частота лежит между 120 и 220 МГц (диапазон VHF).
• Эксперименты с черноголовыми славками (Eurasian blackcaps) подтвердили, что частоты 75–85 МГц нарушают их магнитный компас (исследование 2022 года).
• Новые эксперименты с частотами 140–150 МГц и 235–245 МГц показали, что волны в этих диапазонах не влияют на магнитный компас птиц, что согласуется с прогнозом.

Модельные расчёты квантово-механических процессов внутри белка криптохрома позволили сузить пороговую частоту до 116 МГц. Согласно симуляциям, радиоволны выше этой частоты оказывают лишь слабое влияние, что подтвердили эксперименты.

"Наши эксперименты вместе с детальными теоретическими предсказаниями дают убедительные доказательства, что компасный магниторецептор у перелётных птиц основан на радикальной паре, содержащей флавин, а не на совершенно другом типе рецептора", — поясняет Хенрик Муритсен.

Понимание магниторецепции важно для защиты перелётных птиц. Оно помогает выяснить, какое излучение сбивает их с пути и его следует избегать, например, в природных заповедниках на путях миграции.

Муритсен подчёркивает: "Частоты, используемые в мобильной связи, все находятся выше соответствующего порога" и не нарушают магнитное чувство птиц.

Исследование проведено в рамках Коллаборативного исследовательского центра (CRC) "Магниторецепция и навигация у позвоночных: от биофизики к мозгу и поведению".