В то время как радиоволны, излучаемые радио- и телевещанием, а также Си-Би, могут нарушить "магнитный компас" перелетных птиц, те, которые используются в сетях мобильной связи, этого не делают, поскольку частоты слишком высоки, чтобы повлиять на ориентацию пернатых. Это ключевой вывод нового исследования группы ученых под руководством профессора Хенрика Моуритсена из Ольденбургского университета и профессора Питера Хора из Оксфордского университета.

Открытие также укрепляет теорию о том, что чувство магнитного компаса у птиц основано на квантово-механическом эффекте (известном как механизм радикальной пары), локализованном в глазах. Для этого исследования команда объединила поведенческие эксперименты со сложными расчетами на суперкомпьютере.

Моуритсен, Хор и их коллеги в 2014 году уже продемонстрировали, что электросмог (искусственный электромагнитный шум) в AM диапазоне радиоволн, например, создаваемый бытовыми электроприборами, ухудшает способность перелетных птиц использовать магнитное поле Земли для ориентации (известный как магниторецепция).

Они утверждают, что этот слабый электросмог, безвредный для человека, влияет на сложные квантово-физические процессы в определенных клетках сетчатки перелетных птиц, которые позволяют им ориентироваться с помощью относительно слабого магнитного поля Земли. Но остается неясным, влияет ли электромагнитный шум на пернатых, численность которых в течение некоторого времени по неизвестным причинам сокращается.

Светочувствительный белок 

В свежем исследовании ученые более внимательно рассмотрели связь между квантово-механическим механизмом, который, как они подозревают, лежит в основе магнитного чувства, и его нарушением радиоволнами. Цель была в том, чтобы найти дополнительные доказательства того, как функционирует это чувство, и, таким образом, обеспечить основу для дальнейшего изучения разрушительного воздействия на миграционное поведение. В центре интереса была граничная частота, выше которой навигация перелетных птиц остается неизменной. Определение этой величины позволит сделать выводы о свойствах "магнитного датчика" пернатых. Теория гласит, что этот сенсор представляет собой светочувствительный белок под названием криптохром 4, который обладает необходимыми свойствами.

Первоначальный прогноз ученых заключался в том, что искомая частота будет лежать где-то между 120 и 220 мегагерцами в диапазоне очень высоких частот. Для подтверждения гипотезы команда провела поведенческие эксперименты с черноголовыми славками, используя разные длины волн. В исследовании, опубликованном в 2022 году, исследователи продемонстрировали, что радиоволны с частотой от 75 до 85 мегагерц мешают магнитной ориентации этих маленьких певчих птиц. Эксперименты показали, что это чувство сбивалось, когда пташки подвергались воздействию этих радиочастот, но работало нормально без воздействия. 

Высокочастотные радиоволны не повлияли на чувство компаса

В нынешнем исследовании группа под руководством Муритсена и Хора, а также два ведущих автора — биолог Бо Леберехт и химик Сиу Ин Вонг из Ольденбургского университета — провели эксперименты с частотами от 140 до 150 мегагерц и от 235 до 245 мегагерц. Они обнаружили, что радиоволны в обоих диапазонах не влияют на чувство магнитного компаса птиц, что подтвердило теоретические предсказания ученых.

Исследователи также выполнили расчеты, в которых смоделировали квантово-механические процессы внутри белка криптохрома. На основе этих данных им удалось еще больше сузить диапазон поиска искомой частоты — до 116 МГц. Согласно моделированию, радиоволны выше этой частоты окажут лишь слабое влияние на магнитную ориентацию птиц. Это предсказание подтвердилось результатами экспериментов. 

"Наши эксперименты вместе с подробными теоретическими предсказаниями предоставляют убедительные доказательства того, что магниторецептор у перелетных птиц основан на флавинсодержащей радикальной паре, а не на рецепторе совершенно другого типа, например, на основе магнитных наночастиц", — объясняет Моуритсен.

Сети мобильной связи не ухудшают магнитное чутье

Лучшее понимание этого механизма важно для улучшения защиты перелетных птиц. Оно может дать представление о ключевых вопросах, например о том, какое электромагнитное излучение сбивает их с курса. Так будет ясно, каких частот следует избегать в таких местах, как природные заповедники, где перелетные птицы останавливаются на отдых. Моуритсен подчеркивает, что, хотя радиоволны, используемые в радио- и телевещании или Си-Би, играют решающую роль в нарушении магниторецепции, сети мобильной связи не ухудшают магнитную ориентацию. По его словам, все используемые в этой сфере частоты превышают соответствующий порог.

Исследование опубликовано в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.