In ihrer Studie gehen die Forschenden dem Zusammenhang zwischen dem vermuteten quantenmechanischen Mechanismus und dessen Störung durch Radiowellen genauer auf den Grund. Ihr Ziel war es, Belege für die Funktionsweise des Magnetkompasses zu finden und damit eine Grundlage für weitere Untersuchungen der Störeffekte auf das Migrationsverhalten der Vögel zu liefern. Im Mittelpunkt ihres Interesses stand dabei die Grenzfrequenz, oberhalb derer die Navigation von Zugvögeln unbeeinträchtigt bleibt. Denn dieser Wert erlaubt Rückschlüsse auf die Eigenschaften des eigentlichen Magnetsensors. Dabei handelt es sich wahrscheinlich um ein lichtempfindliches Eiweiß namens Cryptochrom 4, das die passenden magnetischen Eigenschaften hat.

Ersten theoretischen Überlegungen zufolge sollte die Grenzfrequenz im UKW-Bereich zwischen 120 und 220 MHz liegen. Das Team testete daher anhand von Verhaltensexperimenten mit Mönchsgrasmücken verschiedene Frequenzbänder. In einer 2022 veröffentlichten Studie hatten die Forschenden bereits nachgewiesen, dass Radiowellen zwischen 75 bis 85 MHz den Magnetkompass der kleinen Singvögel tatsächlich stören. Mönchsgrasmücken sind Lang- und Mittelstreckenzieher, die bei ihrer jährlichen Migration teils große Strecken zurücklegen. Sobald sie den Radiowellen nicht mehr ausgesetzt sind, funktioniert ihr Magnetsinn wieder.

In der aktuellen Studie untersuchte das Team um Mouritsen und Hore sowie die beiden Hauptautoren – der Biologe Bo Leberecht und die Chemikerin Siu Ying Wong, beide von der Universität Oldenburg – Frequenzen zwischen 140 und 150 MHz sowie zwischen 235 und 245 MHz. Das Ergebnis: In beiden Fällen beeinträchtigten die Radiowellen den Magnetsinn nicht – was die theoretische Vorhersage bestätigte.

Die Forschenden führten außerdem Modellrechnungen durch, in denen sie die quantenmechanischen Vorgänge innerhalb des Cryptochrom-Proteins simulierten. Durch diese Berechnungen konnten sie die Grenzfrequenz noch genauer eingrenzen. Sie liegt demnach bei 116 MHz: Radiowellen mit einer höheren Frequenz haben den Berechnungen zufolge nur schwache Auswirkungen auf die Orientierung der Vögel – ein Ergebnis, das mit denen der Experimente übereinstimmt. „Die Verhaltensexperimente und die Computersimulationen liefern gemeinsam einen weiteren starken Hinweis darauf, dass die Magnetwahrnehmung auf dem von uns vermuteten quantenmechanischen Mechanismus beruht und nicht auf einem völlig anderen Prozess, etwa magnetischen Nanopartikeln“, resümiert Mouritsen.

Während Radiowellen, die für Hörfunk, Fernsehen oder KW-Kommunikation verwendet werden, dabei eine entscheidende Rolle spielen, beeinträchtige Mobilfunk den Magnetsinn dagegen nicht, betont Mouritsen: „Die dafür genutzten Frequenzen liegen alle oberhalb der relevanten Schwelle.“

Originalpublikation: Bo Leberecht et al: „Upper bound for broadband radiofrequency field disruption of magnetic compass orientation in night-migratory songbirds”, Proceedings of the National Academy of Sciences Bd. 120, Nr. 28, https://doi.org/10.1073/pnas.2301153120.

Foto: Europ. Mönchsgrasmücke, by Fleuber / Pixabay