Biofyzici zjistili, že kutikulosomy (malé magnetické organely ve vnitřním uchu ptáků) se s největší pravděpodobností nepodílejí na mechanismu magnetického příjmu. S pomocí kvantové magnetické mikroskopie vědci prokázali, že magnetická susceptibilita těchto částic je nedostatečná k přenosu signálu elektromechanickými kanály. To znamená, že kutikulosomy mají v těle ptáků jinou fyziologickou funkci a za náchylnost k magnetickému poli jsou zodpovědné jiné struktury ve vnitřním uchu nebo na sítnici, píší vědci v Proceedings of the National Academy of Sciences.
Mnoho zvířat, jako jsou ptáci, při cestování na velké vzdálenosti cítí magnetické pole Země a využívají ho k orientaci v prostoru. Přítomnost magnetorecepce u ptáků je potvrzena četnými pozorováními a behaviorálními studiemi, nicméně všechny projevy magnetorecepce jsou spíše slabé, a proto je stále nejasné, jak přesně magnetické receptory fungují.
Vědci navíc nejen plně nechápou mechanismus receptoru, ale ani přesně nevědí, kde se nachází. Vědci se domnívají, že hlavními kandidáty na magnetoreceptory jsou kryptochromy v sítnici (obsahují páry korelovaných radikálů s nepárovým elektronem), malé anorganické magnetické částice ve vnitřním uchu (vytvářejí točivý moment v magnetickém poli) a elektroreceptory (reagují na změny magnetického pole v důsledku elektromagnetické indukce). Možná, že v některých případech mohou tyto systémy fungovat ve shodě.
Podle biologů by za magnetorecepci ve vnitřním uchu měly být zodpovědné kutikulosomy, malé kulovité organely o velikosti několika stovek nanometrů, umístěné ve vláskových buňkách vestibulárního aparátu. Tyto organely se skládají převážně z částic magnetického ferrihydritu, krystalické formy oxidu železa s inkluzemi molekul vody.
Aby biofyzici vedení Davidem A. Simpsonem z University of Melbourne prozkoumali, zda mohou být skutečně součástí magnetických receptorů u holubů, pečlivě studovali jejich chemické složení, strukturu a magnetické vlastnosti pomocí kvantové magnetické mikroskopie. Vědci odebrali vzorky tkáně ze dvou částí vnitřního ucha holuba a sledovali, jak kutikulosomy v nich reagují na vnější magnetické pole v rozsahu od 200 do 1400 gaussů. Biofyzici k tomu použili magnetický senzor založený na barevných centrech v diamantu. Po změření energetického rozdílu mezi základním a excitovaným kvantovým stavem barevného centra vypočítali vědci hodnotu Zeemanova rozdělení pro každý bod analyzovaného řezu a na základě těchto dat vytvořili mapu rozptylového magnetického pole v kutikulosom.
Ukázalo se, že skutečně existují magnetické oblasti v oblastech kutikulosomů obsahujících železo. Podle naměřených dat se jedná o superparamagnetické a ferimagnetické ferihydritové vměstky. Získané hodnoty magnetické susceptibility všech těchto oblastí byly v intervalu mezi 0.029 a 0.22. To je řádově méně než například magnetit – oxid železa Fe3O4.
Podle výpočtů vědců je maximální mechanická síla, kterou může magnetický prvek s takovou citlivostí při rotaci vytvořit, pouze 10-18 Newtonů. To je asi o pět řádů méně než u jakéhokoli receptoru, který funguje na mechanoelektrickém principu přenosu signálu. Kutikulosomy tedy nemohou dostatečně silně reagovat na magnetické pole Země, a proto nemohou být součástí magnetosenzitivního receptoru.
Hlavní funkcí kutikulosomů podle vědců není magnetorecepce, ale ukládání přebytečného železa a stabilizace stereocilií – mechanosenzitivních organel ve vestibulárním aparátu. Autoři práce poznamenávají, že metoda, kterou vyvinuli speciálně pro tuto studii, je poměrně jednoduchá a umožní podobným způsobem studovat další magnetické struktury-kandidáty na roli magnetických receptorů.
Účast kryptochromových receptorů na sítnici ptačího oka na mechanismu magnetického příjmu je mnohými vědci považována za pravděpodobnější. Například v roce 2019 byli chemici schopni prokázat, že molekulární analogy těchto receptorů reagují na poměrně slabá magnetická pole. Změna směru vektoru pole o pouhých 50 mikrotesla již znatelně ovlivňuje odezvu takového chemického kompasu. A předtím si švédští biologové všimli, že magnetická citlivost ptáků je spojena s polarizací světla: pokud je zdroj polarizovaného světla nasměrován kolmo k magnetickému poli, ptáci zcela ztratí schopnost navigace.
