Insekter, der trækker om natten, kan navigere hundreder af kilometer uden kort eller kompas. Kun nattehimlen og Jordens magnetfelt hjælper dem. Et nyt forskningsprojekt vil forsøge at afdække, hvordan de bærer sig ad, helt ned på molekylært niveau.
Hiver du også mobiltelefonen op af lommen, når du skal finde vej? Vi mennesker nyder i moderne tid godt af at have en GPS ved hånden, og i gamle dage et kort eller kompas.
Andre af vores små medskabninger finder derimod vej helt uden hjælp, nemlig trækkende insekter, som kan tilbagelægge mere end 1.000 kilometer under deres flyvning.
Selvom insekter har migreret i al den tid, menneskeheden har eksisteret, er det stadig ikke alle aspekter af deres navigation, vi kender.
Med en Sapere Aude-bevilling fra Danmarks Frie Forskningsfond vil Jingjing Xu, adjunkt på Biologisk Institut på Syddansk Universitet (SDU), forsøge at forklare navigationen hos insekter helt ned på molekylært niveau.
Mere specifikt vil hun studere det australske bogongmøl (Agrotis infusa), der flyver lange distancer om natten.
»Det er utroligt, hvordan de små møl bærer sig ad. Når det er skyfrit, kan møllet orientere sig ved hjælp af stjernehimlen, formentlig Mælkevejen. Men selv når det er overskyet, orienterer møllet sig, fordi det kan gøre brug af Jordens magnetfelt,« fortæller Jingjing Xu.
Hun har tidligere samarbejdet med Eric Warrant, professor i sensorisk biologi fra Lund Universitet. Sammen konstaterede de, at bogongmøllet netop gør brug af Jordens magnetfelt for at finde vej.
»Jordens magnetfelt udgør kun et signal, som er omkring 200 gange svagere end en køleskabsmagnet. Det er forbløffende, at møllene kan sanse og udnytte et så svagt signal,« fremhæver Jingjing Xu.
For at finde ud af, hvordan det magnetiske sensoriske system i bogongmøllet og en række andre insektarter fungerer, vil Jingjing Xu producere proteiner i laboratoriet ud fra det gen, der menes at være afgørende for, at dyr, der trækker om natten, kan sanse Jordens magnetfelt.
Genet koder for et protein kaldet kryptokrom. Inde i proteinet hopper, danser og drejer elektroner på mikroskopisk skala, hvilket er et kvantemekanisk fænomen, der kan påvirkes af Jordens svage magnetfelt.
Kvantemekanik handler om, hvordan elektronerne omkring et atom opfører sig. Konceptet har været kendt i 100 år, og i dag arbejdes der for eksempel på at fremstille en kvantecomputer, som langt vil overgå hidtidige computere med sin ydeevne. I dette projekt er fokus dog på den grundlæggende kvanteeffekt af Jordens magnetfelt på biologiske systemer.
I et af Jingjing Xus tidligere studier viste kryptokrom 4a-proteiner fra nataktive trækfugle sig at være følsomme over for magnetfelter.
Bemærkelsesværdigt nok har natsværmere, selvom de evolutionært skilte sig ud fra hvirveldyr for cirka 700 millioner år siden, kryptokromproteiner, hvis sekvenser ligner dem, der findes hos hvirveldyr.
Den kommende forskning vil søge at finde ud af, om natsværmerkryptokromerne er magnetisk følsomme baseret på kvanteeffekterne. Naturen har sandsynligvis udstyret en stor variation af dyr med en magnet-sans.
Jingjing Xu forudser, at forskningen kan give indsigt i, hvordan naturen har opfundet et system til brug af kvanteeffekter. Det ville være et vigtigt skridt fremad for kvantebiologi.
»Jeg tror også, at viden om insekters magnetiske sansesystem kan hjælpe migrerende og truede dyrearter. Klimaet lægger pres på dyr for at flytte til nye områder, og hvis vi kan forudsige og styre disse migrationsmønstre, kan det gavne bevaringsindsatsen,« siger Jingjing Xu.
På meget langt sigt kan forskning i magnetisk følsomme proteiner også inspirere teknologiske udviklinger inden for proteindesign til biomedicin. For eksempel målrettet medicinlevering styret af et magnetfelt, hvor medicin kan blive leveret i kroppen lige netop dér, hvor det gør gavn.
Måske kan forskningen også bidrage til den næste generation af navigationssystemer.
Som led i det fire år lange projektet vil der blive ansat en postdoc og en ph.d.-studerende. Derudover vil forskningen blive udført i samarbejde med førnævnte Eric Warrant fra Lund Universitet, Christoph Lienau, Ilia A. Solov'yov og Henrik Mouritsen, professorer på Carl von Ossietzky Universitetet i Oldenburg i Tyskland, Alexander Huck, lektor på Danmarks Tekniske Universitet, og Ole Nørregaard Jensen, professor på Syddansk Universitet.
Det løb forskeren koldt ned ad ryggen. Arbejdet med at komme tæt på noget af det ældste liv, vi kender til, tog en uventet drejning og sikrede vigtig ny viden.
Investeringer i veje, cykelstier og offentlig transport bygger på et kompliceret regnestykke, der inddrager rejsetid, sundhed og miljøeffekter. Et nyt forskningsprojekt skal udvikle matematiske mod...
Det lyder med jævne mellemrum i medierne, at dialekterne i Danmark er på vej til at forsvinde. Historien om de uddøende dialekter nuancerer Pia Quist i sit forskningsprojekt: Language and Place. Li...
Færre hænder skal stå for plejen af flere ældre. En ledelsesmodel fra Holland kan måske være nøglen til at løse opgaven, og et nyt forskningsprojekt skal undersøge modellens virkning i Danmark.
Ensomhed kan medvirke til alvorlig sydom og tidlig død. Et nyt forskningsprojekt skal undersøge, hvilke tiltag lokalsamfund kan tage i brug for effektivt at afhjælpe ensomhed blandt medborgerne.
En større forståelse for børns liv, mens de er midt i et langt skolefravær, kan måske hjælpe med til at give dem en normal skolegang. Et nyt forskningsprojekt sætter barnet i centrum midt i kommuni...
I dag findes der en række behandlingsmetoder mod vinterdepression. Et nyt forskningsprojekt skal undersøge, hvilken effekt det har at gå udendørs i vinterhalvåret.
Et opløst pulver, der skydes i blodbanen, kan potentielt redde mennesker fra at forbløde i krig eller under andre ulykker. Lektor Leticia Hosta Rigau har gjort fremskridt i arbejdet med at skabe ku...
Med stigende temperaturer er det blevet sværere for grønlandske fangere at benytte hundeslæde. Antallet af hunde rasler ned, men måske kan ny forskning give den grønlandske slædehunde et nyt løft.
I et sjældent kvalitativt studie om lavindkomstpersoners madvaner står det klart, hvorfor de vælger kulhydrater frem for grøntsager. Resultaterne peger på, at kollektive løsninger skal til, hvis su...
Søg i arkivet