Một protein mới được phát hiện trong mắt các loài chim, cho phép chúng “nhìn thấy” các từ trường của trái đất chứ không phải sắt trong mỏ của chúng đã tạo ra một chiếc la bàn từ như người ta vẫn nghĩ.

Những phát hiện này có được nhờ hai nghiên cứu mới đây, một nghiên cứu về chim Oanh và một nghiên cứu khác về chim Sẻ vằn lần lượt được công bố trong cuốn Current Biology và tạp chí Journal of the Royal Society.

Chất protein kỳ lạ trong mắt loài chim có tên gọi Cry4 và nó là một phần của một lớp protein gọi là cryptochromes – cơ quan cảm quang với ánh sáng xanh, được tìm thấy ở cả thực vật và động vật. Các protein này đóng vai trò điều chỉnh nhịp sinh học.

Các loài chim đều có khả năng định vị dựa vào từ trường Trái Đất (Ảnh: BioProfe)

Cũng có bằng chứng trong những năm gần đây cho rằng các cryptochromes trong mắt loài chim chịu trách nhiệm về khả năng tự định hướng bằng cách phát hiện ra các từ trường, một giác quan được gọi là định vị từ trường (magnetoreception).

Chúng ta biết rằng chim chỉ có thể cảm nhận được từ trường nếu có sẵn bước sóng ánh sáng – đặc biệt, các nghiên cứu cho thấy sự định vị từ trường của loài chim dường như phụ thuộc vào ánh sáng xanh.

Điều này xác nhận rằng cơ chế này liên quan tới thị giác, dựa vào cryptochromes để có thể có khả năng phát hiện ra các trường từ vì sự gắn kết lượng tử.

Để tìm ra nhiều đầu mối về các cryptochromes, hai nhóm nghiên cứu sinh vật học bắt đầu làm việc. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Lund ở Thụy Điển nghiên cứu về chim Sẻ vằn và các nhà nghiên cứu từ Đại học Carl von Ossietzky Oldenburg ở Đức đã nghiên cứu loài chim Oanh châu Âu.

Trước khi có phát hiện này người ta cho rằng sắt trong mỏ của chúng đã tạo ra một chiếc la bàn từ (Ảnh: Scientific American)

Nhóm Lund đã đo biểu hiện gen của ba cryptochromes là Cry1, Cry2 và Cry4 trong não, cơ và mắt của chim Sẻ vằn. Giả thuyết của họ là các cryptochromes liên quan đến định vị từ trường duy trì sự tiếp nhận liên tục trong nhịp sinh học hằng ngày.

Họ nhận thấy rằng, như họ mong đợi đối với các gen đồng hồ sinh học, Cry1 và Cry2 dao động hàng ngày nhưng Cry4 lại thể hiện ở mức không đổi, làm cho nó trở thành ứng cử viên có khả năng nhất liên quan tới sự định vị từ trường.

Những kết quả từ nhóm nghiên cứu chim Oanh châu Âu cũng tương tự.Các nhà nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi cũng phát hiện ra các mRNA Cry1a, Cry1b và Cry2 thể hiện các dao động tuần hoàn mạnh mẽ, trong khi đó Cry4 chỉ cho thấy dao động tuần hoàn yếu.

Nhưng họ cũng đã có một vài phát hiện thú vị khác. Đầu tiên là Cry4 được tụ lại trong một vùng của võng mạc – nơi nhận được rất nhiều ánh sáng. Điều này có ý nghĩa đối với sự định vị từ trường phụ thuộc vào ánh sáng.

Một phát hiện khác nữa là những chú chim Oanh châu u đã tăng biểu hiện Cry4 trong mùa di cư, so với loài không di cư như loài gà.

Cả hai nhóm nghiên cứu đều đưa ra nhận định rằng cần có thêm nhiều nghiên cứu khác nữa trước khi có thể công bố Cry4 là protein chịu trách nhiệm cho việc định vị từ trường.

Hình ảnh từ trường trong mắt loài chim (Ảnh: Science alert)

Bằng chứng là mạnh mẽ nhưng chưa thể khẳng định đó là kết quả cuối cùng và cả Cry1 và Cry2 cũng đều liên quan đến định vị từ trường theo một số nghiên cứu trước đó (một là trong loài chim chích và một nghiên cứu về ruồi giấm).

Quan sát những con chim có Cry4 không hoạt động có thể giúp khẳng định vai trò của nó, trong khi những nghiên cứu khác sẽ cần đến vai trò của Cry1.

Vậy một con chim thực sự nhìn thấy gì? Vâng, chúng ta không bao giờ có thể biết thế giới trông như thế nào qua đôi mắt của một loài vật khác nhưng chúng ta có thể đưa ra những phỏng đoán có độ chính xác cao.

Theo các nhà nghiên cứu thuộc Nhóm Lý thuyết và Tính toán Sinh lý học tại Đại học Illinois tại Urbana-Champaign, nhà nghiên cứu Klaus Schulten đã tiên đoán trước rằng về các cryptochromes từ năm 1978, họ có thể cung cấp một từ trường “lọc” qua đôi mắt của loài chim.

Nhật Quang

Từ Khóa: