Psy, hmyz, ryby, morské korytnačky a sťahovavé vtáky sa magnetickým poľom Zeme riadia ako turista kompasom, čo im umožní bez vychýlenia zo smeru cestovať na veľké vzdialenosti.
Kým v roku 2008 sme výskumom drozdov potvrdili magnetorecepciu u vtákov, vizionár Albert Einstein zistenie "šiesteho zmyslu" u operencov zmienil vo svojom predtým nepublikovanom liste už v roku 1949.
List s austrálskymi vedcami zdieľala Judith Davysová po smrti svojho manžela, inžiniera Glyna Davysa v roku 2011.
Štúdiu listu viedol Adrian Dyer, expert v oblasti zraku u včiel z Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT). Jeho článok bol publikovaný v Journal of Comparative Physiology A.
Vedel, že sa od zvierat môžeme učiť
V čase, keď Glan Davys s Albertom Einsteinom začal túto konverzáciu, biologická a fyzikálna veda už pár rokov nachádzala spoločnú reč.
Bádatelia potvrdili echolokáciu u netopierov, radarová technológia bola stále rozšírenejšia, a rakúsky etológ Karl von Frisch, vtedajší popredný expert na zmyslové vnímanie včiel, skúmal navigáciu tohto hmyzu podľa polarizácie slnečného svetla.
Prednášky von Frischa na Princetonskej univerzite sa šesť mesiacov pred odoslaním listu zúčastnil práve Einstein, ktorý sa o správaní včiel rovnako ako Davys zaujímal.
"Vážený pane: Som dobre oboznámený s obdivuhodným vyšetrovaním pána v. Frischa. Nevidím ale možnosť vo využití týchto výsledkov pre vyšetrovanie základov fyziky," stojí v úvode listu určenému Davysovi.
"Mohlo by to tak byť iba v prípade, že zmyslové vnímanie, respektíve jeho podnety, by boli odhalené správaním včiel," pokračuje fyzik.
Einstein ale v liste došiel k záveru: "Je mysliteľné, že výskum o správaní sťahovavých vtákov a poštových holubov jedného dňa môže viesť k pochopeniu nejakého fyzikálneho procesu, ktorý ešte nie je známy."
"Z jeho písania je zrejmé, že Einstein predpokladal nové objavy pochádzajúce zo štúdia správania zvierat," vysvetlil jeden z autorov článku, teoretický fyzik na RMIT, Andrew Greentree.
Davysov list je stratený, ale podľa Deyera sa výskumník zrejme zaujímal o to, ako môže biológia vylepšiť technológie a Einstein vo svojej odpovedi naznačil, že k tomuto zisteniu budú potrebné ďalšie štúdie v oblasti biológie.
Einstein sa nemýlil
Einstein sa vo svojej predpovedi nemýlil. Už vieme, že mnohí živočíchy šiesty zmysel skutočne majú. Morské korytnačky plávajú klásť vajcia na svoju rodnú pláž.
Lososy sa z oceánu vracajú do svojich materských riek. Veľryby, žraloky a ryby sa vydávajú na dlhé plavby oceánom bez smerových odchýlok.
Sťahovavé vtáky pri migrácii absolvujú dlhé a presné lety. Títo odlišní tvorovia majú jedno spoločné - magnetorecepciu.
Citlivosť na zemský magnetizmus bola zistená aj u niektorých cicavcov. Napríklad český vedec Hynek Burda zistil, že dobytok na pastve preferuje severojužný smer (hlavou k severu, pozadím k juhu). Niečo podobné bolo pozorované tiež u líšok.
Biologické procesy, vďaka ktorým zvieratá zmeny v zemskom magnetizmu vnímajú, sa druh od druhu líšia, pričom vedci tieto mechanizmy stále skúmajú.
Kým včely zmeny v magnetizme vnímajú bruchom, vtáky snímajú jemné posuny v magnetickom poli očami. Pomáha im v tom proteín zvaný Cry4, ktorý patrí do triedy kryptochromov, fotoreceptorov citlivých na modré svetlo.
Pred 5 rokmi urobili zaujímavý objav českí vedci z Masarykovej univerzity v Brne, keď pokusy na rusoch domácich a švábov amerických zistili, že kryptochromy sú u mnohých živočíchov pre detekciu magnetického poľa kľúčové, a keď tieto proteíny vypneme, stratia magnetickú citlivosť. To navyše bolo demonštrované už skôr u vínnych mušiek.
Kryptochromy sú vyrábané aj ľudskými bunkami v sietnici. Predpokladalo sa, že u ľudí súvisia s funkčnosťou biologických hodín. Nedávna štúdia vedcov z Tokijskej univerzity však odhalila, že tieto bunky dynamicky reagujú na zmeny v magnetickom poli.
Zemský magnetizmus nevidíme a vedome necítime. Môže však ovplyvňovať naše kognitívne funkcie. To ale neznamená, že nemáme ďalšie skryté schopnosti spoločné s inými živočíšnymi druhmi.
Batman medzi nami?
Človek má päť základných zmyslov: hmat, čuch, chuť, zrak a sluch. A potom menšie pod-zmysly, napríklad orientáciu v priestore, propriocepciu (hĺbková citlivosť), príjem bolesti, vnímanie teploty, vnímanie gravitačného poľa a vnímanie času.
Podľa čerstvej štúdie japonských expertov z Centra pre informácie a neurálnej siete na Osackej univerzite publikované v Plos One je človek navyše schopný veľmi základnej verzie echolokácie, ktorú spájame najmä s netopiermi, ovládajú ju však tiež kalone a veľryby (delfíny či kosatky).
Celkom 15 dobrovoľníkov malo v laboratóriu k dispozícii dvojicu tabletov a slúchadlá. Jeden tablet generoval syntetický echolokačný signál, druhý umožnil počúvanie zaznamenaných ozvien zvuku odrazeného od dvoch 3D valcov (buď rotovali, alebo boli stacionárne) v druhej, dobrovoľníkov nevidenej miestnosti. Cieľom bolo odlíšiť ich podľa tvaru na základe zvukovej ozveny.
Echolokačné vlny z tabletu najprv bolo nutné premeniť vo zvuk počuteľný pre ľudské ucho. "Syntetický echolokačný signál použitý v tejto štúdii zahŕňal vysokofrekvenčné signály až do 41 kHz, ktoré ľudia nemôžu počuť," vysvetlila autorka štúdie Miwa Sumiyaová.
Preto bol do miestnosti s dvoma valcami umiestnený ďalší poslucháč - malá figurína s mikrofónom v každom uchu.
Falošná hlava s rozmermi jednej sedminy ľudskej lebky ozveny zachytávala a menila vo zvuk binaurálny, teda 3D. Vďaka zníženej frekvencii bol tento zvuk počuteľný obdobne ako priestorový zvuk v kine.
Experiment ukázal, že ľudia so správnymi technológiami skutočne môžu rozpoznávať objekty iba sluchom. Účastníkom to išlo lepšie, keď valce rotovali. Zvukové ozveny sa od seba výraznejšie líšili.
Tím Sumiyaovej tvrdia, že ich práca je dôkazom spoločnej vlastnosti u ľudí a netopierov detekovať objekty zvukom.
Znamená to, že budeme mať batmanskké schopnosti? Nie, inžinieri však túto technológiu môžu vložiť napríklad do hodiniek či okuliarov.
Ľuďom so zrakovým postihnutím by tak podľa odrazov nepočuteľného zvuku uľahčili navigáciu a orientáciu v priestore.
Echolokácia už ľudskú technológiu ovplyvnila. Sonar (sound Navigation And Ranging) je zariadenie pre zvukovú navigáciu a zameriavanie. Funguje ako radar, miesto rádiových vĺn ale vysiela zvukové vlny.
Sonarové zariadenie vysiela zvukové pulzy, ktoré sa odrazia od objektu a vrátia sa späť s informácií o jeho vzdialenosti.
Sonar bol využívaný hlavne vo vojenstve (ponorky), kde slúžil k jednoduchému odhaleniu nepriateľa. Sonary sa používajú aj v rybárstve k detekcii kŕdľov rýb alebo v zdravotníctve ako neinvazívna vyšetrovacia metóda.