Psi, hmyz, ryby, mořské želvy a stěhovaví ptáci se magnetickým polem Země řídí jako turista kompasem, což jim umožní bez vychýlení ze směru cestovat na velké vzdálenosti.
Zatímco v roce 2008 jsme výzkumem drozdů potvrdili magnetorecepci u ptáků, vizionář Albert Einstein zjištění „šestého smyslu“ u opeřenců zmínil ve svém dříve nepublikovaném dopise již v roce 1949.
Dopis s australskými vědci sdílela Judith Davysová po smrti svého manžela, inženýra Glyna Davyse v roce 2011. Studii listu vedl Adrian Dyer, expert v oblasti zraku u včel z Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT). Jeho článek byl publikován v Journal of Comparative Physiology A.
Věděl, že se od zvířat můžeme učit
V době, kdy Glan Davys s Albertem Einsteinem zahájil tuto konverzaci, biologická a fyzikální věda už pár let nacházela společnou řeč. Badatelé potvrdili echolokaci u netopýrů, radarová technologie byla stále rozšířenější, a rakouský etolog Karl von Frisch, tehdejší přední expert na smyslové vnímání včel, zkoumal navigaci tohoto hmyzu podle polarizace slunečního světla.
Přednášky von Frische na Princetonské univerzitě se šest měsíců před odesláním dopisu účastnil právě Einstein, který se o chování včel stejně jako Davys zajímal.
Albert Einstein na nedatovaném snímku
„Vážený pane: Jsem dobře obeznámen s obdivuhodným vyšetřováním pana v. Frische. Nevidím ale možnost ve využití těchto výsledků pro vyšetřování základů fyziky,“ stojí v úvodu dopisu určenému Davysovi.
„Mohlo by tomu tak být pouze v případě, že smyslové vnímání, respektive jeho podněty, by byly odhaleny chováním včel,“ pokračuje fyzik.
Einstein ale v dopise došek k závěru: „Je myslitelné, že výzkum o chování stěhovavých ptáků a poštovních holubů jednoho dne může vést k pochopení nějakého fyzikálního procesu, který dosud není znám.“
„Z jeho psaní je zřejmé, že Einstein předpokládal nové objevy pocházející ze studia chování zvířat,“ vysvětlil jeden z autorů článku, teoretický fyzik na RMIT, Andrew Greentree.
Davysův dopis je ztracený, ale podle Deyera se výzkumník zřejmě zajímal o to, jak může biologie vylepšit technologie a Einstein ve své odpovědi naznačil, že k tomuto zjištění budou zapotřebí další studie v oblasti biologie.
Einstein se nemýlil
Einstein se ve své předpovědi nemýlil. Už víme, že mnozí živočichové šestý smysl skutečně mají. Mořské želvy plavou klást vejce na svou rodnou pláž. Lososi se z oceánu vracejí do svých mateřských řek. Velryby, žraloci a ryby se vydávají na dlouhé plavby oceánem bez směrových odchylek. Stěhovaví ptáci při migraci absolvují dlouhé a přesné lety. Tito odlišní tvorové mají jedno společné – magnetorecepci.
Citlivost na zemský magnetismus byla zjištěna také u některých savců. Například český vědec Hynek Burda zjistil, že skot na pastvě preferuje severojižní směr (hlavou k severu, pozadím k jihu). Něco podobného bylo pozorováno rovněž u lišek.
Biologické procesy, díky nimž zvířata změny v zemském magnetismu vnímají, se druh od druhu liší, přičemž vědci tyto mechanismy stále zkoumají.
Zatímco včely změny v magnetismu vnímají břichem, ptáci snímají jemné posuny v magnetickém poli očima. Pomáhá jim v tom protein zvaný Cry4, který náleží do třídy kryptochromů, fotoreceptorů citlivých na modré světlo.
Šváb americký (Periplaneta americana) spolu s rusem a dalšími brouky pomohl českým vědcům.
Před 5 lety učinili zajímavý objev čeští vědci z Masarykovy univerzity v Brně, když pokusy na rusech domácích a švábech amerických zjistili, že kryptochromy jsou u mnoha živočichů pro detekci magnetického pole klíčové, a když tyto proteiny vypneme, ztratí magnetickou citlivost. To navíc bylo demonstrováno už dříve u mušek octomilek.
Kryptochromy jsou vyráběny i lidskými buňkami v sítnicích. Předpokládalo se, že u lidí souvisejí s funkčností biologických hodin. Nedávná studie vědců z Tokijské univerzity ovšem odhalila, že tyto buňky dynamicky reagují na změny v magnetickém poli.
Zemský magnetismus nevidíme a vědomě necítíme. Může však ovlivňovat naše kognitivní funkce. To ale neznamená, že nemáme další skryté schopnosti společné s jinými živočišnými druhy.
Batman mezi námi?
Člověk má pět základních smyslů: hmat, čich, chuť, zrak a sluch. A pak menší pod-smysly, například orientaci v prostoru, propriocepci (hloubková citlivost), příjem bolesti, vnímání teploty, vnímání gravitačního pole a vnímání času.
Podle čerstvé studie japonských expertů z Centra pro informace a neurální sítě na Ósacké univerzitě publikované v Plos One je člověk navíc schopen velmi základní verze echolokace, kterou spojujeme zejména s netopýry, ovládají ji však také kaloni a kytovci (delfíni či kosatky).
Celkem 15 dobrovolníků mělo v laboratoři k dispozici dvojici tabletů a sluchátka. Jeden tablet generoval syntetický echolokační signál, druhý umožnil poslech zaznamenaných ozvěn zvuku odraženého od dvou 3D válců (buďto rotovaly, nebo byly stacionární) v druhé, dobrovolníky neviděné místnosti. Cílem bylo odlišit je podle tvaru na základě zvukové ozvěny.
Echolokační vlny z tabletu nejprve bylo nutné přeměnit ve zvuk slyšitelný pro lidské ucho. „Syntetický echolokační signál použitý v této studii zahrnoval vysokofrekvenční signály až do 41 kHz, které lidé nemohou slyšet,“ vysvětlila autorka studie Miwa Sumiyaová.
Proto byl do místnosti se dvěma válci umístěn další posluchač – malá figurína s mikrofonem v každém uchu. Falešná hlava o rozměrech jedné sedminy lidské lebky ozvěny zachytávala a měnila ve zvuk binaurální, tedy 3D. Díky snížené frekvenci byl tento zvuk slyšitelný obdobně jako prostorový zvuk v kině.
Experiment ukázal, že lidé se správnými technologiemi skutečně mohou rozpoznávat objekty pouze sluchem. Účastníkům to šlo lépe, když válce rotovaly. Zvukové ozvěny se od sebe výrazněji lišily.
Tým Sumiyaové tvrdí, že jejich práce je důkazem společné vlastnosti u lidí a netopýrů detekovat objekty zvukem.
Znamená to, že budeme mít batmanskké schopnosti? Nikoliv, inženýři však tuto technologii mohou vložit například do hodinek či brýlí. Lidem se zrakovým postižením by tak podle odrazů neslyšitelného zvuku usnadnili navigaci a orientaci v prostoru.
Echolokace již lidskou technologii ovlivnila. Sonar (SOund Navigation And Ranging) je zařízení pro zvukovou navigaci a zaměřování. Funguje jako radar, místo rádiových vln ale vysílá vlny zvukové.
Sonarové zařízení vysílá zvukové pulsy, které se odrazí od objektu a vrátí se zpět s informací o jeho vzdálenosti.
Sonar byl využíván hlavně ve vojenství (ponorky), kde sloužil ke snadnému odhalení nepřítele. Sonary se používají také v rybářství k detekci hejn ryb nebo ve zdravotnictví jako neinvazivní vyšetřovací metoda.
