Как мы ориентируемся - Маура О’Коннор (2021)

Хор исследовал поведение радикальных пар, а когда Шультен опубликовал криптохромную гипотезу, решил проверить ее. Во время конференции Хор – седой мужчина в очках с тонкой оправой, настоящий аристократ – рассказал мне, как трудно спроектировать «решающий эксперимент». Пусть даже исследователи могут продемонстрировать, что радикальные пары, образующиеся в белках, чувствительны к магнитному полю, но самое слабое магнитное поле, на которое реагировал криптохром, было в двадцать раз сильнее, чем магнитное поле Земли: никто еще не показал, как эти радикальные пары могут реагировать на необычайно слабое геомагнитное поле. Задачу осложняла практическая невозможность воспроизвести в эксперименте условия, существующие в живой клетке. Хор предполагает, что доказательство криптохромной основы биологического компаса потребует не менее пяти лет исследования, – а возможно, и двадцати. Когда (и если) это произойдет, это будет невероятно важный вклад в новую область, квантовую биологию, которая изучает квантовые эффекты в живых организмах.

Идея, согласно которой в процессе эволюции природа научилась использовать квантовые механизмы, одновременно убедительна и спорна. Например, в настоящее время имеются свидетельства того, что квантовая динамика играет определенную роль в фотосинтезе, когда фотоны поглощаются и переносятся в реакционный центр клетки, где возбуждают электроны. Последующие находки могут привести к появлению новых квантовых технологий. «Надежда в том, что, если все это и правда относится ко квантовой биологии, – сказал Хор, – это, возможно, позволит нам создать более чувствительные магнитные датчики или более эффективные солнечные батареи, заимствуя принципы у природы».

Исследование горбатых китов, проведенное в 2011 г., привело ученых к выводу о том, что миграцию этих животных невозможно объяснить одним магнетизмом, поскольку в их маршрутах отсутствовала устойчивая связь между направлением и магнитным наклонением, или магнитным склонением. На конференции в Лондоне я познакомилась с небольшой группой исследователей, которые скептически относились к магнетизму как универсальному объяснению способностей навигации у животных. Кира Делмор, молодой канадский биолог из Лаборатории эволюционной биологии Института Макса Планка, изучает американского дрозда, два подвида которого используют разные миграционные маршруты. Один летит в Центральную Америку вдоль западного побережья Северной Америки, а другой – через Средний Запад. Делмор хотела с помощью приборов геолокации и секвенирования генома выяснить, ассоциируется ли разное миграционное поведение птиц с определенными генетическими характеристиками. Другими словами, можно ли объяснить направление миграции генетикой? Данные, собранные за несколько лет исследований, показывают, что решение птицы лететь на юг или на юго-восток имеет генетическую основу. «Миграция относится к очень сложному поведению, так что от идеи о существовании гена, который говорит, поворачивать налево или направо, просто дух захватывает», – говорила она.