فهرست مطالب
پژوهشگران با بررسی فسیل مغناطیسی ۹۷ میلیون ساله دریافته‌اند که موجودات دریایی باستانی از میدان مغناطیسی زمین برای جهت‌یابی استفاده می‌کرده‌اند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، این پژوهش جدید توسط دانشگاه کمبریج و مرکز هلمهولتس برلین انجام شده و از معمای فسیل‌های مغناطیسی یک موجود باستانی پرده برداشته است.
تحلیل بقایای میکروسکوپی سوزنی و نیزه‌مانندی که در رسوبات کهن بستر دریا کشف شده‌اند، نشان می‌دهد که این قطعات مغناطیسی در حقیقت نوعی سامانه ناوبری زیستی بوده‌اند؛ یک «GPS طبیعی» که به احتمال زیاد از سوی موجودی مارمانند و ناشناخته تولید شده و به آن امکان می‌داده است با دقت بالا مسیر خود را از طریق میدان مغناطیسی زمین تنظیم کند.
ریچ هریسون، پژوهشگر دپارتمان علوم زمین کمبریج و از رهبران این مطالعه گفت: «اکنون می‌دانیم هر موجودی که این فسیل مصنوعی را ساخته، به احتمال زیاد از توانایی ناوبری دقیق برخوردار بوده است.» وی تصریح کرد: «شواهد نشان می‌دهد که این موجود شکل و معماری این فسیل‌ها را با وسواس کنترل می‌کرده است.»
01
از 02تصویرسازی سه‌بعدی از این فسیل‌های کوچک
حس مغناطیسی یا مگنتورسپشن، یک توانایی مستند اما همچنان رازآمیز در دنیای جانوران است؛ قابلیتی که گونه‌هایی مانند: پرندگان مهاجر و لاک‌پشت‌های دریایی برای مسیر‌یابی‌های دوربرد، جهت‌یابی و حتی شکار به آن متکی هستند. باور بر این است که بلورهای میکروسکوپی مغناطیسی درون بدن این جانوران همچون سوزن‌های قطب‌نما عمل می‌کنند و خود را با میدان مغناطیسی زمین هم‌جهت می‌سازند. هرچند، این موضوع که موجودات باستانی چگونه از چنین سامانه‌ای بهره می‌برده‌اند یا حتی چنین سامانه‌ای داشته‌اند یا خیر، تاکنون در هاله‌ای از ابهام بوده است.
فسیل مغناطیسی ۹۷ میلیون ساله تازه کشف‌شده، که بزرگی آن از یک سلول باکتریایی فراتر نمی‌رود، نخستین نمونه مستقیم را در زمینه استفاده حیوانات کهن از میدان ژئومغناطیسی زمین برای ناوبری ارائه می‌کند؛ شواهدی که نشان می‌دهد جانوران نزدیک به ۱۰۰ میلیون سال است که میدان مغناطیسی زمین را مثل نقشه‌ای نامرئی به کار گرفته‌اند.
محققان در این پژوهش با استفاده از یک فناوری جدید تصویربرداری مغناطیسی سه‌بعدی برای نخستین‌بار توانستند ساختار درونی این فسیل‌های ریز را مشاهده کنند. بررسی‌های سه‌بعدی ساختار مغناطیسی فسیل‌ها، ویژگی‌هایی را آشکار کرد که به‌گونه‌ای بهینه‌سازی شده بودند تا مسیر مهاجرت‌های طولانی را با تشخیص جهت و شدت میدان مغناطیسی هدایت کنند.
حتما بخوانید: کشف فسیل عنکبوت ۳۱۰ میلیون ساله در آلمان
بیشتر بخوانید: یک فسیل زنده تحقیقات در مورد سلول های بنیادی را متحول کرد
02
از 02به دنبال صاحب واقعی فسیل مغناطیسی ۹۷ میلیون ساله
فناوری به‌کاررفته در این پژوهش امکان مشاهده ساختار درونی فسیل مغناطیسی را فراهم کرد و آرایش «ممان‌های مغناطیسی» آن را آشکار ساخت؛ میدان‌های ریز و نامرئی ناشی از چرخش الکترون‌ها که در دل این فسیل به شکل یک گرداب منظم و فشرده سازمان یافته‌اند، ساختاری که بیشتر به یک گردباد مینیاتوری شباهت دارد. این آرایش استثنایی که «مغناطیس گردابی» نام گرفته، همان مولفه‌ای است که توان ناوبری خیره‌کننده این ذره را توضیح می‌دهد.
به گفته ریچ هریسون، این فسیل قادر است از طریق تشخیص زاویه میدان مغناطیسی زمین، عرض جغرافیایی را تعیین کند، همچنین با اندازه‌گیری شدت میدان که در طول جغرافیایی تغییر می‌کند، اطلاعات دقیق‌تری از محیط به دست آورد. هریسون این فرایند را شبیه «لرزش خفیفی» در میدان مغناطیسی توصیف می‌کند، که برای موجود حامل آن حکم نقشه‌ای دقیق و دائمی را داشته است. پایداری ساختار گردابی نیز باعث می‌شده است که این سامانه در برابر اغتشاش‌های محیطی مقاوم و به عنوان یک ابزار هدایت قابل اتکا عمل کند.
وی تصریح کرد: «اگر طبیعت روزی یک GPS می‌ساخت و قرار بود ذره‌ای باشد که بتوان به آن برای پیمایش هزاران کیلومتر در اقیانوس اتکا کرد، دقیقا چیزی شبیه این بود.»
تفسیر راز عملکرد این فسیل‌ها مسیر تازه‌ای را برای یافتن خالق آنها گشوده است. در ابتدا گمان می‌رفت که یک موجود ریز و شبه‌باکتری سرچشمه این فسیل مغناطیسی باشد؛ اما این فرضیه هرگز تایید نشد. اکنون پژوهشگران در جست‌وجوی یک جانور دریایی مهاجر و فراوان در اقیانوس‌های باستانی هستند؛ موجودی که توانسته باشد چنین سامانه ناوبری پیچیده‌ای را در بدن خود پرورش دهد. یکی از گزینه‌های جدی، مارماهی‌ها هستند. این موجودات رازآلود تقریبا در همان بازه زمانی تکامل یافتند و به مهاجرت‌های فرامرزی و طولانی شهره هستند. سال‌ها است که دانشمندان حدس می‌زنند مارماهی‌ها از میدان مغناطیسی زمین برای جهت‌یابی استفاده می‌کنند، اگرچه مکانیسم دقیق این توانایی هنوز ناشناخته است.
این یافته‌ها می‌تواند دریچه‌ای تازه به فهم یکی از گریزان‌ترین حواس در تاریخ تکامل، یعنی حس مغناطیسی بگشاید. گزارش کامل این پژوهش در نشریه Nature منتشر شده است.
