Lichtgevoelig ‘oogkompas’ wijst roodborstjes de weg

Karlijn Klei

25-06-2021 15:00:10

roodborst

Een lichtgevoelig eiwit uit roodborstogen reageert op magnetische velden. Mogelijk nemen de vogeltjes er het magnetisch veld van de aarde mee waar.

Trekvogels leggen flink wat kilometers af (soms tienduizenden!) om van en naar hun overwinteringsplek te komen. Volgens onderzoekers van de universiteit van Oxford en Oldenburg heeft het roodborstje een intern kompasje om tijdens de trek de weg te vinden: een lichtgevoelig eiwit in het oog dat reageert op het aardmagnetisch veld.

Lees ook:

Aardmagnetisch veld

“De migratie van vogels blijft één van de grootste mysteries van de ornithologie”, zo vertelt ornitholoog Jente Ottenburghs (Wageningen University & Research) niet betrokken bij het onderzoek. “Er zijn diverse mechanismen ontdekt waarmee vogels met grote precisie van de ene naar de andere plek kunnen migreren. Waar sommigen de zon of sterrenhemel gebruiken om zich te oriënteren, zijn anderen in staat het magnetisch veld van de aarde waar te nemen. Maar de manier waarop ze dat laatste doen, is nog steeds een groot vraagteken.”

De internationale groep biologen, chemici en fysici achter het onderzoek dat onlangs de cover van vakblad Nature sierde, richtte zich op een eiwit dat daar mogelijk een rol in speelt: cryptochroom 4 (CRY4) dat aanwezig is in de ogen van sommige vogels.

“De migratie van vogels blijft één van de grootste mysteries van de ornithologie”

Ornitholoog Jente Ottenburghs (Wageningen University & Research)

Oogeiwit

Het team isoleerde het eiwit uit het netvlies het Europese roodborstje (Erithacus rubecula), een bekend zang- en trekvogeltje. Deze versie van het eiwit, die de onderzoekers ErCRY4 doopten (Er voor Erithacus) is opgebouwd uit 527 aminozuren. Vier van die aminozuren – de bouwstenen die eiwitten opmaken – zijn tryptofaan.

Onder invloed van licht kunnen elektronen, zoals die uit tryptofaan, gaan ‘hoppen’. Het gevolg van dergelijke ‘elektronensprongetjes’ is dat er zogenaamde radicale paren kunnen ontstaan: twee voorheen verbonden moleculen die door het vertrek van een elektron met een oneven aantal elektronen komen te zitten. Radicale paren zijn gevoelig voor magnetische velden – mogelijk ook voor dat van de aarde.

Niet-trekvogels

Met verschillende experimenten bevestigden de onderzoekers “overtuigend” – aldus Ottenburghs – dat ErCRY4 onder invloed van licht inderdaad op magnetische velden reageert (lees: een klein beetje verandert). Ter vergelijking nam het team ook het CRY4 van niet-trekvogels onder de loep: dat van kippen en duiven. Hoewel duiven meesters zijn in navigeren (denk aan postduiven), bleek het oogeiwit van beide soorten een stuk minder gevoelig te zijn voor magneetvelden dan dat van roodborsten.

Volgens Ottenburghs is dat verschil in gevoeligheid waarschijnlijk het gevolg van een mutatie. “Ik ben heel benieuwd hoe dit eiwit er bij andere migrerende soorten uitziet. Hebben zij een mutatie op dezelfde plek als de roodborst, of zijn er meer manieren om de gevoeligheid van dit eiwit aan te passen?”

“Hoe functioneert dit eiwit binnen een complex netwerk van andere eiwitten en moleculen?”

Ornitholoog Jente Ottenburghs (Wageningen University & Research)

In de praktijk

Een heel interessante studie, vindt Ottenburghs, die helpt het mysterie van vogelmigratie verder te ontrafelen. Toch vormt het onderzoek nog geen sluitend bewijs. De experimenten beperken zich namelijk tot reageerbuisjes: op geïsoleerde eiwitten onder zowel kunstmatig licht als een kunstmatig magnetisch veld – niet op het kompaseiwit in het oog van een trekkend roodborstje.

Ottenburghs zet deze kanttekening ook: “De volgende stap is om dit proces in levende dieren te bestuderen om te achterhalen hoe dit eiwit functioneert binnen een complex netwerk van andere eiwitten en moleculen. Zo lossen we stap voor stap het mysterie van de migratie op.”

Bronnen: Nature (paper), Nature, EurekAlert!1, 2

Beeld: Corinna Langebrake en Ilia Solov’yov

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE







Meer Nieuws

NIEUW!

Voor deze special hebben we de beste verhalen uit de eerste tien jaar van KIJK uit de archieven opgeduikeld om antwoord te kunnen geven op de vraag: Wat is er veranderd tussen vroeger en nu?