Kuşların “uçuş rotalarını” nasıl buldukları tarih boyunca hep çok merak edilen bir sır olarak kalmıştı. Bu yeteneklerinin, adeta manyetik bir pusula sağlayan gagalarındaki demirden kaynaklandığını ileri süren hipotezler, günümüzde yerlerini basit bir gerçeğe bıraktı. Göçmen kuşların gözlerindeki bir protein Dünya’nın manyetik alanlarını “görmelerini” sağlıyor.
Her yıl göçmen kuşlar, üreme ve kışlama alanları arasında binlerce kilometre kateden uzun yolculuklarıyla dikkat çekerler. Bunun kısmen dünyanın manyetik alanının yönünü belirleme yeteneklerinden dolayı gerçekleştiği ve bazı kuşların beş derece veya daha az bir hata ile yönlerini tayin edebildikleri bilinmekteydi. Bununla birlikte, bilim insanları bu büyüleyici manyetik algılamayı mümkün kılan biyolojik mekanizmaların ayrıntılarını uzun süre çözememişti.
Söz konusu ilginç göz proteininin adı “Cry4” ve kriptokromlar denilen bir protein sınıfının üyesi. Mavi ışığa duyarlı bu fotoreseptörler, hem bitkilerde hem de hayvanlarda bulunmakta. Bu proteinler sirkadiyen ritimleri düzenlemede rol oynuyorlar. Son yıllarda yapılan araştırmalarda, kuşların gözlerinde bulunan bu kriptokromların, manyetik alanları algılama özelliklerinin, kendilerini ustalıkla yönlendirme yeteneklerinden sorumlu olduklarına dair kanıtlar elde edildi.
Kuşlar, manyetik alanları, sadece belirli bazı dalga boylarındaki ışık koşullarında algılayabilmekteler. Yapılan çalışmalar, manyetik algılamanın özellikle mavi ışığa bağlı olduğunu gösteriyor. Bu, söz konusu mekanizmanın, kuantum bileşenleri tutarlılığı nedeniyle alanları algılayabilen kriptokromlara dayanan görsel bir kapasite olduğunu doğrulamaktadır. İsveç’teki Lund Üniversitesi’nden ve Almanya’daki Carl von Ossietzky Üniversitesi’nden biyologlar, kriptokromlarla ilgili daha ayrıntılı bilgilere ulaşmak için yaptıkları araştırmalarda, hint bülbülleri (zebra ispinoz) ve nar bülbülleri (kızıl gerdan) üzerinde çalıştılar.
Lund Üniversitesi ekibi, hint bülbüllerinin beyinlerinde, kaslarında ve gözlerindeki üç kriptokromun (Cry1, Cry2 ve Cry4’ün) gen ekspresyonlarını ölçtü. Cry1 ve Cry2’nin sürekli dalgalanmaları, ancak Cry4’ün sabit seviyelerde kalması onu en olası aday haline getirdi. Araştırmacılar, Cry1a, Cry1b ve Cry2 mRNA’nın belirgin sirkadiyen salınım paternleri gösterdiğini, buna karşın Cry4’ün sadece zayıf bir sirkadiyen salınım gösterdiğini belirledi.
Ayrıca, araştırmalarda birkaç başka ilginç bulgu daha ortaya çıktı. Birincisi, Cry4’ün, ışığa bağımlı bir manyetik algılama sağlaması nedeniyle, mantıklı ve anlamlı olabilmesi için tam da gerekli olduğu biçimde, çok ışık alan bir retina bölgesinde kümelenmesiydi. Diğeri ise, göç etmeyen diğer kuşlarla karşılaştırıldığında, göç sezonunda nar bülbüllerindeki Cry4 ifadesinin arttığıydı.
Kuşların aslında neyi nasıl gördüklerini onların gözüyle göremesek de, teknolojilerdeki olağanüstü ilerlemeler sayesinde bugün artık güçlü kanıtlarla açıklamalarda bulunabiliyoruz. Geçmişte, Illinois Üniversitesi’ndeki Teorik ve İşlemsel Biyofizik grubu araştırmacılarından Klaus Schulten de, kriptokromlarla ilgili olarak, daha önce,1978 yılında, kuşların görüşlerinde bir manyetik alan “filtresi” bulunduğunu ileri sürmüş ancak tam olarak kanıtlayamamıştı.
Kaynakça:
– Atticus Pinzon-Rodriguez, Staffan Bensch, Rachel Muheim, “Expression patterns of cryptochrome genes in avian retina suggest involvement of Cry4 in light-dependent magnetoreception”, Journal of The Royal Society, DOI: 10.1098/rsif.2018.0058.
– Anja Günther, Angelika Einwich, Emil Sjulstok, et al.,”Double-Cone Localization and Seasonal Expression Pattern Suggest a Role in Magnetoreception for European Robin Cryptochrome 4″, Current Biology, (2017).
Yazar: Oben Güney Saraçoğlu