Птицы, ориентируясь в магнитном поле Земли, могут буквально «видеть» направления его силовых линий. И помогает им в этом одна крайне токсичная для всего живого молекула.

Как правило, чистый кислород существует в виде устойчивой молекулы О2, но переходная форма О2−1, содержащая один неспаренный электрон, обладает крайне высокой химической активностью. Этот короткоживущий ион супероксида может образоваться, скажем, под действием радиации, или как промежуточный продукт биохимических реакций. Супероксид обладает свойствами парамагнетика — то есть, ориентируется упорядоченно в магнитном поле.

Он легко и быстро повреждает структуры клеток, ему все равно, белок ли это или ДНК — окисляется все подряд. Вот почему в живых организмах существуют достаточно эффективные механизмы борьбы с таким оксидативным стрессом, а нарушение их работы приводит к развитию тяжелых заболеваний и старения. Однако есть случай, когда супероксид может оказаться полезен: глаза птиц.

Открытие, совершенное группой профессора Клауса Шультена (Klaus Schulten), стало, по его словам, результатом ошибки, совершенной одним из участников работы. «Счастливую ошибку» допустил работающий в Германии Илья Соловьев. Ученый не был в курсе того, сколь опасен супероксид для всего живого. Он счел этот ион идеальным и высокореактивным участником реакции переноса электронов пигментом криптохромом, который был предметом исследований Соловьева и Шультена.

Криптохром ответствен за восприятие синего цвета и встречается в растениях, а также в глазах некоторых насекомых и птиц. Именно Шультен в 2000 г. первым предположил, что криптохром участвует в ориентации в магнитном поле, а несколькими годами спустя это было доказано на дрозофилах («Молекула криптохром»).

Когда Соловьев и вправду показал, что супероксид является подходящим партнером для реакции с криптохромом, Шультен сперва не поверил. «Однако вскоре я понял, — говорит он, — что обычно токсичная активность супероксида как раз и важна для выполнения им своей роли в «магнитном глазу»». По мнению ученого, изменения в ориентации в магнитном поле молекул, участвующих в переносе электрона, сказывается на ходе самой химической реакции. Это и позволяет птицам буквально глазами видеть, каким образом их взгляд направлен относительно линий магнитного поля.

Зато токсичность супероксида объясняет и тот факт, что мы с вами никакого магнитного поля не видим. Наши организмы не нуждаются в его указаниях столь сильно, как птицы, и они пошли по пути минимизации ущерба — лучше держаться от этого иона подальше.

По сообщению University of Illinois News Bureau