Analiza radikalnega para premaga oviro v teoriji o tem, kako ptice krmarijo

ZEITGEIST : MOVING FORWARD 時代の精神 日本語字幕 CC版 (Julij 2019).

Anonim

Znanstveniki so poročali o svojih rezultatih v New Journal of Physics, korak naprej pa so razkrili notranjo delovanje aviarnega kompasa - uganka, ki je desetletja očarala raziskovalce.

Ekipa, ki jo vodi skupina na univerzi v Oxfordu, raziskuje priljubljeno hipotezo, da se ptice orientirajo zaradi svetlobnih, magnetno občutljivih kemičnih reakcij, ki potekajo v beljakovinah, znanih kot kriptokromi v mrežnici.

"Načelo, da se kemične transformacije lahko odzivajo na zelo šibka magnetna polja, znano kot mehanizem radikalnega para, je nedvomno pristen", je dejal Peter Hore, biofizični kemik na Oxfordovi univerzi, ki se je lotil študije. "Še ni dokazano, ali je ta mehanizem v srcu aviarne magnetoreceptacije."

Po Horeju je verjetno najresnejša spopadba, ali lahko koherenca zavrtij v radikalih (kratkotrajni kemični vmesni produkti, odgovorni za učinek magnetnega polja) trajajo dovolj dolgo, da omogočajo magnetno polje tako šibek kot Zemlja, da bi spremenila fotokemijo kriptokrom.

Če želite izvedeti več, je ekipa zgradila računalniški model, ki se osredotoča na notranje magnetne interakcije znotraj in med radikali, vključenimi v proces. Simulacije omogočajo znanstvenikom, da preučijo modulacijo teh interakcij, ki jih povzročajo toplotna nihanja položajev radikalov na njihovih veznih mestih v kriptokromu.

Pri preučevanju podatkov skupina ugotavlja, da je učinek šibkega zemeljskega magnetnega polja zadosten za spremembo deleža radikalnih parov, ki potekajo po dveh konkurenčnih poteh kemijske reakcije. "Učinek se zgodi tako, da je donos signalizacijskega stanja proteina odvisen od smeri magnetnega polja glede na molekulo kriptokroma, " dodaja Hore. "Poleg tega naši rezultati kažejo, da bi lahko izguba skladnosti, ki jo povzročajo določene vrste notranjih magnetnih interakcij in molekularne dinamike, dejansko izboljšala občutljivost senzorja magnetnega kompasa na osnovi kriptokroma."

Aplikacije za naprave

Razmišljajoč naprej, raziskovalci poudarjajo, da bi lahko njihova ugotovitev koristila razvoju poceni in okolju prijaznejših elektronskih naprav. "Nekateri organski polprevodniki (npr. OLED) imajo magnetoelektroluminiscenco ali magnetno-prevodnost, katerega mehanizem je v bistvu enaka fiziki z radikalnimi pari", je dejal Hore. "Verjamem, da obstaja možnost za načrtovanje in izdelavo elektronsko sprejemljivih naprav, ki temeljijo na načelih, pridobljenih iz študij aviarnega kompasa, za določanje prisotnosti, intenzivnosti in smeri šibkih magnetnih polj s poceni, nestrupenimi organskimi materiali."

menu
menu