Hvordan finner fuglene veien til Syden?

Hvordan finner fuglene veien til Syden?

Det er ikke noe nytt at enkelte fuglearter trekker mot sør når vinteren melder sin ankomst, men hvordan de finner veien har man faktisk ikke begynt å forstå før nå i nyere tid.

 

Ingunn Rossland studerer fysikk ved Universitetet i Bergen, og spørsmålet om hvordan fulger kan navigere er noe hun holder på å skrive om i sin bacheloroppgave. Dette har hun forsøkt å forklare til oss i ENT3R UiB.

 

Man har lenge trodd at fuglene har et slags kompass som reagerer på jordens magnetiske felt, akkurat som våre magnetkompass som peker mot nord. Forskerne trodde at fuglene hadde magnetiske stoffer i nebbene som reagerte på dette magnetiske feltet, men det viste seg å være en dårlig forklaring. Prosessen er litt mer komplisert. Fuglene kan for eksempel ikke skille mellom nordpol og sørpol, de kan bare skille mellom hvilken retning de flyr. Altså om de flyr til eller fra ekvator.

Bilde under viser hvordan magnetfeltet til jorden varierer.

 

jordens magnetfelt1

 

 

Fuglene er også avhengige av at det er lyst, for de kan ikke finne veien om natten. De må dermed ha et kompass slik at de kan skille mellom polene og ekvator. Et slikt kompass kalles for et helningskompass. Dette er illusterert på figuren under.

Jordens magnetfelt

 

Hvis man ser på hvordan magnetfeltet endrer seg fra sørpol til nordpol får man et bilde som vist over. Ved nord- og sørpolen vil magnetfeltet peke vinkelrett på jordoverflaten og ved ekvator vil det peke parallellt. Dette magnetfeltet er det fuglene navigerer etter.

Fordi fuglene trenger lys for å navigere er det mest sannsynlig at prosessen starter i øyet. Man har funnet at enkelte molekyler i øynene til fuglene er sensitive for dagslys og kan utløse en kjemisk prosess som forteller fuglene hvor de er. Denne kjemiske prosessen er ganske innviklet, og man må ta i bruk det som kalles kvantemekanikk for å forstå hva som egentlig skjer.

Prosessen kan forklares ved at lyset gir elektronene ekstra energi slik at de havner i en tilstand vi kaller ”singlet-tilstand”. Når elektronene er i denne tilstanden kan magnetfeltet gjøre at ”singlet-tilstanden” kommer i en ny tilstand som vi kaller ”triplet-tilstand”. Hvor mange elektroner som er i denne triplet-tilstanden er avhengig av retningen på magnetfeltet. Og som vi kan se på figuren over forandres retningen på magnetfeltet seg ettersom hvor man er på jorden. Den kjemiske prosessen varer mye lengre dersom elektronene er i triplet-tilstanden, og en får et sterkere signal. Ettersom magnetfeltet varierer vil derfor også signalstyrken variere.

Hvordan fuglene tolker dette signalet videre vet vi enda ikke, men det er noe som forskes på. Forhåpentligvis forstår vi mer av dette med tiden!

Det viser seg at mange biologiske prosesser avhenger av fysiske fenomener som for eksempel singlet- og triplet-tilstander. Det er med andre ord fullt mulig å jobbe med biologi selv om man er fysiker.