Le rouge-gorge d'Europe et d'autres oiseaux savent où migrer en détectant la direction du champ magnétique terrestre. Des chercheurs ont récemment attribué cette capacité à une réaction chimique qui se déroule dans l'œil et dont le succès dépend de la direction du champ. Cependant, Les chercheurs de l'Université d'Oxford rapportent le 3 octobre dans Journal biophysique que la forme actuelle de ce « mécanisme de paires radicales » n'est pas assez sensible pour expliquer la perturbation du compas magnétique aviaire par certains champs magnétiques radiofréquences, soulevant de nouvelles questions sur cet exemple populaire de biologie quantique.

Dans la plupart des conditions de réaction avec la plupart des molécules, le champ magnétique terrestre est bien trop faible – environ 200 fois plus faible qu'un aimant de réfrigérateur – pour avoir un impact sur la quantité de produits fabriqués. Mais dans des circonstances de réaction spéciales, une bouffée d'énergie, peut-être d'une source lumineuse, crée deux radicaux à courte durée de vie, composés chacun d'un électron non apparié. Ces intermédiaires à haute énergie, et par conséquent le résultat de la réaction, sont assez sensibles aux champs magnétiques même faibles. Dans les yeux d'oiseau, on pense que des radicaux appropriés sont générés dans le cryptochrome, une protéine absorbant la lumière qui produit une molécule de signalisation non encore identifiée en une quantité déterminée par la direction du champ, résultant en un compas magnétique aviaire.

"Le mécanisme de paire de radicaux de la magnétoréception n'est encore qu'une hypothèse, et sans doute la meilleure preuve que nous ayons à ce jour est l'effet des champs magnétiques de radiofréquence dépendant du temps sur la capacité des oiseaux migrateurs à détecter la direction du champ magnétique terrestre, " dit l'auteur principal Peter Hore, un chimiste biophysique d'Oxford spécialisé dans les influences magnétiques sur les réactions chimiques.

Les études expérimentales sur la perturbation des boussoles magnétiques aviaires ont largement utilisé deux types différents de fréquences de champ. Une approche implique un champ oscillant à une fréquence unique, tandis que l'autre utilise un bruit à large bande étalé sur une gamme de fréquences. À ce jour, les preuves expérimentales n'ont pas permis de s'entendre sur les configurations qui confondent réellement la navigation aviaire et dans quelle mesure.

Face à l'ensemble conflictuel des travaux expérimentaux, les chercheurs ont adopté une approche informatique du problème et ont conçu une nouvelle méthode pour simuler les effets du bruit radio à large bande le long des routes des oiseaux. Ils ont appliqué cette méthode et des méthodes préexistantes analogues pour le rayonnement à fréquence unique à trois paires de radicaux plausibles qui pourraient se former dans le cryptochrome et répondre aux changements d'intensité magnétique.

Bien que les simulations aient montré que des conditions de radiofréquence identiques imposaient des schémas de sensibilité de spin différents pour les différentes paires de radicaux proposées, les chercheurs ont déterminé que les preuves expérimentales actuelles sont insuffisantes pour identifier une paire de radicaux responsables parmi les choix. "Même avec des hypothèses généreuses sur les propriétés des radicaux, nous prédisons de minuscules effets de ces champs de radiofréquences, et la principale conclusion à laquelle nous arrivons est que la compréhension actuelle du modèle de paire de radicaux ne peut expliquer aucun des résultats comportementaux rapportés, " dit Hore.

Cette incapacité à expliquer les performances expérimentales du compas magnétique aviaire soulève toute une série de questions. Ceux-ci incluent la validité globale du mécanisme de paire de radicaux, si les oiseaux ont évolué pour être capables de détecter des changements magnétiques infimes et sont ainsi devenus sensibles au bruit radio produit par l'homme en tant qu'effet secondaire, ou même si les champs électromagnétiques appliqués pourraient affecter un comportement différent, comme la motivation, au total.

"Il est possible que nous aboyions simplement le mauvais arbre et qu'il y ait un mécanisme complètement différent, " dit Hore. " Je préfère penser qu'il y a un aspect du mécanisme qui nous manque complètement et qui amplifie l'effet des champs magnétiques dépendant du temps sur les paires de radicaux et les rend plus sensibles aux changements que nos simulations ne le prédisent. "

Pour aider à élucider le fonctionnement de la boussole une fois pour toutes, les chercheurs proposent un certain nombre de conditions expérimentales inspirées des cas qu'ils ont analysés avec leurs méthodes de calcul. En particulier, ils identifient des bandes de bruit radiofréquence non encore étudiées dans des expériences comportementales et prédisent que celles-ci affecteraient substantiellement des radicaux biologiquement plausibles spécifiques.

"Ces expériences seront probablement assez difficiles en raison des champs à haute fréquence impliqués, mais leur résultat devrait finalement nous dire s'il s'agit d'un mécanisme de paire radicale ou non, et si c'est le cas, quels sont les radicaux, " dit Hore.