Magnétoréception : les rouges-gorges utilisent la mécanique quantique pour percevoir les champs magnétiques de la Terre… et s’orienter
Les oiseaux migrateurs ont une étonnante capacité à s’orienter et à trouver leur chemin sur des milliers de kilomètres entre les différents sites saisonniers. Les oiseaux migrateurs qui voyagent la nuit, souvent seuls, sont particulièrement impressionnants.
Image : rouge-gorge (Erithacus rubecula), des oiseaux qui utilisent la magnétoreception pour s’orienter notamment lors des migrations. (Wikimedia)
Bien que l’on sache depuis les années 1960 que les oiseaux peuvent utiliser le champ magnétique terrestre pour s’orienter, les mécanismes exacts sont restés insaisissables.
Cherchant à comprendre ce mystère sensoriel, des chercheurs de l’université Carl-von-Ossietzky d’Oldenburg, en Allemagne, ont étudié un type de protéine, le chryptochrome 4 (CRY4), présent dans les cellules détectrices de lumière de la rétine des rouges-gorges , et ils ont comparé sa sensibilité magnétique aux protéines CRY4 présentes chez deux oiseaux non migrateurs, les poulets et les pigeons.
Représentation de la protéine photosensible cryptochrome 4. Quatre acides aminés (vert clair) dans lesquels des paires de radicaux peuvent se former sont essentiels pour les propriétés magnétiques de la molécule. (Ilia Solov’yov/ Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg)
Les rouges-gorges sont de petits oiseaux emblématiques et très appréciés, considérés comme des symboles des hivers européens, qui migrent en réponse à la pénurie de nourriture pendant les mois les plus froids.
Comme le décrit une nouvelle étude (lien plus bas), les chercheurs ont découvert des mutations spécifiques associées à la protéine CRY4 chez les rouges-gorges, qui pourraient leur permettre de ressentir le magnétisme dans leurs yeux, ce qui les amène à supposer qu’ils ont une « boussole vivante » et qu’ils seraient capables de « voir » le champ magnétique de la Terre pour s’orienter.
Les auteurs expliquent que cela fonctionne grâce à un mécanisme par lequel la protéine présente une réaction chimique déclenchée par la lumière qui entraîne des effets quantiques pouvant amplifier les signaux magnétiques. Cela se produit grâce à un phénomène quantique connu sous le nom de paires radicales, dans lequel un champ magnétique externe affecte les réactions chimiques en modifiant le spin des électrons faiblement appariés.
Cette découverte est passionnante pour les ornithologues comme pour les scientifiques, car elle ouvre une fenêtre sur un monde sensoriel que l’humain ne peut qu’imaginer. Les chercheurs préviennent toutefois que d’autres tests sur le CRY4 dans l’œil sont nécessaires pour prouver définitivement que les oiseaux peuvent « sentir » le magnétisme.
L’étude publiée dans Nature : Magnetic sensitivity of cryptochrome 4 from a migratory songbird et^présentée sur le site de la Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg : Quantum Birds.