Vögel, die sich im Magnetfeld der Erde orientieren, können buchstäblich die Richtung ihrer Kraftlinien „sehen“. Und ein extrem giftiges Molekül für alle Lebewesen hilft ihnen dabei.
Klaus Schulten und Kollegen glauben, dass das giftige Superoxid-Ion eine Schlüsselrolle beim Vogelzug spielt, da es ihnen ermöglicht, durch das Magnetfeld der Erde zu navigieren
In der Regel liegt reiner Sauerstoff in Form eines stabilen O2-Moleküls vor, aber die Übergangsform O2−1, die ein ungepaartes Elektron enthält, hat eine extrem hohe chemische Aktivität. Dieses kurzlebige Superoxid-Ion kann beispielsweise unter dem Einfluss von Strahlung oder als Zwischenprodukt biochemischer Reaktionen entstehen. Superoxid hat die Eigenschaften eines Paramagneten - das heißt, es richtet sich in einem Magnetfeld geordnet aus.
Er schädigt leicht und schnell Zellstrukturen, egal ob Protein oder DNA - alles wird oxidiert. Aus diesem Grund gibt es in lebenden Organismen recht wirksame Mechanismen, um mit solchem oxidativen Stress umzugehen, und die Verletzung ihrer Arbeit führt zur Entwicklung schwerer Krankheiten und zum Altern. Es gibt jedoch einen Fall, in dem Superoxid nützlich sein kann: die Augen von Vögeln.
Die Entdeckung der Gruppe von Professor Klaus Schulten war seiner Meinung nach das Ergebnis eines Fehlers eines der Teilnehmer an der Arbeit. Ilya Solovyov, der in Deutschland arbeitet, habe einen „glücklichen Fehler“gemacht. Dem Wissenschaftler war nicht bewusst, wie gefährlich Superoxid für alle Lebewesen ist. Er hielt dieses Ion für einen idealen und hochreaktiven Teilnehmer an der Elektronentransferreaktion des Pigments Cryptochrom, die Gegenstand der Forschungen von Solovyov und Schulten war.
Cryptochrom ist für die Wahrnehmung von Blau verantwortlich und kommt in Pflanzen sowie in den Augen einiger Insekten und Vögel vor. Schulten schlug im Jahr 2000 erstmals vor, dass Cryptochrom an der Orientierung in einem Magnetfeld beteiligt ist, und einige Jahre später wurde dies in Fruchtfliegen nachgewiesen (" Cryptochrom-Molekül").
Als Solovyov wirklich zeigte, dass Superoxid ein geeigneter Partner für die Reaktion mit Cryptochrom ist, glaubte Schulten das zunächst nicht. „Allerdings wurde mir schnell klar“, sagt er, „dass die normalerweise toxische Aktivität von Superoxid genau das ist, was wichtig ist, damit es seine Rolle im ‚magnetischen Auge‘erfüllen kann.“Dem Wissenschaftler zufolge beeinflussen Änderungen der Orientierung der an der Übertragung eines Elektrons beteiligten Moleküle in einem Magnetfeld den Ablauf der chemischen Reaktion selbst. Dadurch können die Vögel buchstäblich mit den Augen sehen, wie ihr Blick relativ zu den Magnetfeldlinien gerichtet ist.
Aber die Toxizität von Superoxid erklärt sich auch dadurch, dass Sie und ich kein Magnetfeld sehen. Unsere Organismen brauchen seine Anweisungen nicht so sehr wie Vögel, und sie haben den Weg der Schadensminimierung eingeschlagen - es ist besser, sich von diesem Ion fernzuh alten.
