Таков основной вывод нового исследования, опубликованного в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) группой исследователей под руководством профессора Хенрика Моуритсена из Университета Ольденбурга и профессора Питера Хора из Оксфордского университета (Великобритания).

Эта находка также подтверждает теорию исследователей о том, что чувство магнитного компаса у этих птиц основано на квантово-механическом эффекте (известном как механизм радикальной пары), расположенном в их глазах. В ходе исследования группа специалистов сочетала поведенческие эксперименты со сложными квантово-механическими расчетами на суперкомпьютере.

В 2014 году Моуритсен, Хоре и их коллеги уже продемонстрировали, что электросмог (антропогенный электромагнитный шум) в диапазоне AM-радиоволн, создаваемый, например, бытовыми электроприборами, нарушает способность перелетных птиц использовать магнитное поле Земли для ориентации (так называемую магниторецепцию).

Они предполагают, что этот слабый электросмог, безвредный для человека, влияет на сложные квантово-физические процессы в определенных клетках сетчатки глаза перелетных птиц, которые позволяют им ориентироваться с помощью относительно слабого магнитного поля Земли. Но влияет ли электросмог и на свободно летающих птиц, таких как дальние перелетные, численность которых по неизвестным причинам уже давно сокращается, остается неясным.

Светочувствительный белок криптохром

В настоящей работе исследователи более детально рассмотрели связь между квантово-механическим механизмом, который, как они предполагают, лежит в основе магнитного чувства птиц, и нарушением этого механизма под действием радиоволн. Их целью было найти дополнительные доказательства того, как функционирует магнитное чувство компаса, и тем самым создать основу для дальнейших исследований разрушительного воздействия на миграционное поведение птиц. В центре их интереса находилась частота среза, выше которой навигация перелетных птиц не нарушается, поскольку определение этого значения позволяет сделать выводы о свойствах реального магнитного датчика птиц. Согласно их теории, таким датчиком является светочувствительный белок криптохром 4, обладающий необходимыми магнитными свойствами.

Первоначальный теоретический прогноз ученых предполагал, что частота среза будет находиться где-то между 120 и 220 мегагерцами в диапазоне очень высоких частот (VHF), поэтому группа провела поведенческие эксперименты с черными колпицами, используя различные частотные диапазоны в этом диапазоне. В исследовании, опубликованном в 2022 г., ученые уже показали, что радиоволны с частотой 75-85 мегагерц мешают магнитному компасу этих небольших певчих птиц. Эксперименты показали, что при воздействии этих радиочастот их магнитный компас переставал работать, но без воздействия работал нормально. Черные колпачки — мигранты дальнего и среднего радиуса действия, способные преодолевать большие расстояния во время ежегодной миграции.

Высокочастотные радиоволны не повлияли на работу компаса

В настоящем исследовании группа под руководством Моуритсена и Хоре, а также двух ведущих авторов — биолога Бо Леберехта и химика Сиу Йинг Вонга (оба из Университета Ольденбурга) — провела эксперименты с частотами 140-150 мегагерц и 235-245 мегагерц. Они обнаружили, что радиоволны в обоих этих диапазонах частот не влияют на чувство магнитного компаса птиц, что подтвердило теоретические предсказания ученых.

Исследователи также провели модельные расчеты, в которых имитировали квантово-механические процессы внутри белка криптохрома. На основе этих расчетов удалось еще больше сузить частоту отсечки — до 116 мегагерц. Согласно результатам моделирования, радиоволны выше этой частоты будут оказывать лишь слабое влияние на магнитную ориентацию птиц. Это предсказание подтвердилось результатами экспериментов.

Наши эксперименты, а также детальные теоретические предсказания дают убедительные доказательства того, что магниторецептор компаса у перелетных птиц основан на флавинсодержащей радикальной паре, а не на рецепторе совершенно иного типа, например, на магнитных наночастицах, — поясняет Моуритсен.

Сети мобильной связи не ухудшают магнитное чувство птиц

Более глубокое понимание магниторецепции важно для улучшения защиты перелетных птиц. Оно может помочь в решении таких ключевых вопросов, как, например, какие виды электромагнитного излучения сбивают птиц с курса и поэтому их следует избегать в таких зонах, как заповедники, где перелетные птицы останавливаются на отдых.

Муритсен подчеркивает, что в то время как радиоволны, используемые в радио- и телевещании или в радиоприемниках, играют решающую роль в нарушении магниторецепции, сети мобильной связи не нарушают магнитного чувства птиц:

Все используемые здесь частоты выше соответствующего порога.