Hayvanların yön bulmada dünyanın manyetik alanını kullandıkları görüşü, ilk olarak Rus doğa bilimci Middendrof tarafından ortaya atılmıştır. Dünyanın manyetik alanı,çekirdekte ergimiş halde bulunan ve hareketli olan demirden kaynaklanır. Manyetik alan, yer kürenin içinden, okyanuslardan ve atmosferden geçip bir kutuptan diğerine ulaşan oval biçimli akış çizgileri olarak tanımlanır.

Akış çizgileri,jaomanyetik ekvatorda yatay durumdayken kuzeye ve güneye gidildikçe daha dik açılarla kesişir hale gelir. Alanın şiddeti,manyetik kutuplara yaklaşıldıkça artar,ekvatorda ise daha zayıftır.Bu alan şiddetini ve eyim açısını saptayan bazı organizmalar, bu bilgiyi alan bulmada kullanırlar. İleri organizmalardan kuşlar, balinalar, bazı balıklar; ve bunların dışında bazı mikro organizmalar bu manyetik alanı saptayabilen ve manyetoreseptör adı verilen alıcılara sahiptirler.

1975�te Massachussettes Üniversitesi�nde yapılan bir mikrobiyoloji çalışmasında, bir çamur örneğindeki bir grup bakterinin sürekli toplu halde lamın kuzey ucuna doğru ilerlediği; ışığın etkisi yok edilince, mikroskobun yönü değiştirilince, yerleri değiştirilince bile bakterilerin bu hareketlerine devam ettikleri;ancak lama bir mıknatıs yerleştirilip hareket ettirilince bakterilerin farklı yöne hareket ettiği,mıknatısın bir kutbundan kaçıp diğerine gittikleri görülmüştür.Bu deneyin sonucunda da bu bakterilerin manyetik alandan etkilendikleri yargısına varılmıştır.Daha sonra yapılan elektron mikrografisi çalışmalarında bu bakterilerde küçük bir yoğun madde zincirinin varlığı ortaya çıkarılıp bu maddenin manyetit yani mıknatıs taşı olduğu belirlenmiştir.

Manyetoreseptörler,kuşlarda göç yollarının belirlenmesi gibi köpek balıklarında da besin bulmada kullanılır.Lorenzini ampülü denilen organlarda bulunan bu reseptürer,elektrik üreten balıkların etrafında oluşan elektromanyetik dalgalardan etkilenirler.

Manyetit,Çamur bakterilerinin sitoplazmalarındaki dizilerden başka güvercinlerin kafa taslarıyla beyinleri arasındaki küçük siyah taneciklerde ve pelajik balinaların serebral kortekslerindeki belirli böldelerde de görülür. bu ileri organizmalarda da manyetit,yerin manyetik alanından etkilenir ve ilişkili bulundukları sinir hücrelerinde impuls meydana getirirler.Bu impuls da merkeze iletilerek değerlendirilir ve hayvan,gerekli hareketi gerçekleştirir.Sinir impusunun meydana gelmesi,bir membran olayıdır.Membranın iç ve dış tarafındaki sıvı,iyonların türü,konsantrasyonları ve dolayısıyla elektrik yükü bakımından farklıdır.Dinlenme halindeki bir sinir hücresinde,iç ve dış sıvılar arasında iç negatif olmak üzere 70-90 mili volt potansiyel fark vardir.Potansiyel fark, - ve + elektrik yüklerinin birbirini çekmesinden ve bir araya gelme eyilimlerinden kaynaklanır.Ancak bu yükleri taşıyan iyonların bir araya gelmek için hareket etmeleri (akım) ortamdaki yük taşıyabilecek parçacıklara bağlıdır.Hücre zarı yapısının çoğunluğunu oluşturan lipit moleküllerinin ise yük taşıma yetenekleri oldukça azdır.Sinir hücresinin iç kısmı, -;dış kısmı ise + yüklüdür.Dış kısım,Na+ ,iç kısmı ise K+ iyonunca zengindir.Sinir uyarılınca içerisi +;dışarısı -yük kazanır ve membran depolarize olur. Na+, dışarı, K+ iyonları içeri doğru hareket eder.İçerideki Na+ konsantrasyonu belirli bir düzeye ulaşınca giriş durur.Bundan önce K+ iyonları dışarı çıkmaya başlar.Böylece yeniden dinlenme potensiyeline geçilir.Ancak,iyonların yerleri normal değildir.İyonların normal yerine dönmesi de sodyum-potasyum pompa sistemiyle (aktif taşıma) Metabolik enerji kullanılarak gerçekleştirilir.

HAYVANLARIN DENİZLERDEKİ GEZİNTİLERİ

Bu hayvanların uzun mesafelerde, alışık olunmayan su canlılarıyla birlikte gezinti kabiliyetleri gerçekten etkileyicidir.Hayvanların denizcilik kabiliyetleri, gizemli oluşlarındandır. Çünkü onların kullandıkları yön duyuları işaretlerini almamız sınırlıdır. Hissi işaretlerini almamız çok yavaş gelişiyor. Bu da bazı hayvanlarda görülen deniz gezintisi yönteminin duyu sisteminin farklılığındandır.Bazı duyu sistemlerinden,konaklama veya çeşitli gezintilerde faydalanılır. Diğer sistemlerin durumu,yeterine uygun olmadığından bir veya birkaç sitem birlikte üstün olur. Sistemlerdeki bu fark, araştırmacıların, taşmanın son derece güç olduğu, tek değişkenle meşgul olunan deneysel kontrolü yapar. Bu şimdilik aşikardır. Örneğin, aşamaları değiştirirken kuşlar kara parçalarını görülebilir belirgin işaretleri, sesleri, güneşi ve başlama pozisyonlarını (konaklama,gezintiyi), manyetik alanı kullanırlar.

KADRAN

Arılar, yiyecek kaynaklarının bulunduğu yerden kovanlarına kadar olan yolu izleyip bulmak için gök yüzünde polarize ışıktan ve güneşin pozisyonlarından yararlanırlar ve bu yöntemle biyolojik özellikleri olan sallanma dansıyla (waggle dance) eşleriyle haberleşirler.Belirli kuşlar,karadan yoksun uçsuz bucaksız okyanuslarda gezintiye çıkarlar.Gök yüzünde gece karanlığı belirdiğinde ,bahçe ötücüleri gibi bazı tür gece kuşları,yıldız yolları münasebetiyle doğuya göç ederler.Geceleri ilerleme ve geliştirme için planlanmış biçimde kubbelerin çevresinde yer yüzü rotasını çizercesine hareket ederler. Kuşlar,tasarlanmış gök yüzü münasebetiyle kendi kendilerine doğru yöne yani doğuya ilerlerler.Sürekli olarak yer yüzü ekseni pozisyonu da dönüşümlü nöbet için karşılanmıştır.Tasarlanmış gök yüzünün pozisyonundaki keyfi değişimler,kuşların oryantasyonundaki haberleşme değişimlerini üretir.Bu görünen,sonra yer yüzünün selestial referanslarına bağlı rotasyonunu karşılama yerine,kuşlar,arılar ve diğer selestial geziciler, iç zamanları gönderir.asgari anlaşılan,selestial işaretlerde zaman karşılama oryantasyonu mekanizması,genellikle kadran olarak adlandırılır.Eğe bir arı veya kuş gündüz-gece liste programları şafak ve akşam karanlığı ile saatlerce değiştirilmişse kendi iç kadranına yanlış zaman girecektir ve suni evrelerdeki gece-gündüz dönüsü değişimindeki sapma bedeli ile doğacaktır.

JEOMANYETİK İŞARETLER

Uzun zamandan beri bazı hayvanların göç ve gezinti için erin manyetik alanından faydalandıkları,onca yolun algılamasının bu şekilde güçlendirdikleri düşünülmektedir.Bilinen sınır taşlarından yoksu olan evcil güvercinler,güneşin görülmediği bulutlu günlerde yuvalarının yolunu bulabilirler.Normalde kısa bir uçuşta sonra doğru tarafa yönelirler.Bununla beraber küçük bir şey kafalarına yer etmişse yada manyetik alanı algılayamayacakları şekile uzaklaştırılmışlarsa yanılabilirler.Lokal manyetik anomaller,demir tortuları yüzünden,salıverilen evcil güvercinlerin geri dönmemesine neden olur.Eurycea�lar,karmaşık karanlıkta evlerini yolunu bulabilirler ve onun manyetik alandaki güveni laboratuarda test edilmiştir.Verilen alandaki eğitimden sonra alanın değişik yerlerinden değişik pozisyonlarda test edilip oryantasyon için alandan faydalandığı görülmüştür.Bu durumun iki önemi vardır.Birincisi,Salamanderler ağır hareket ederler,manyetik alanı bulma kabiliyetleri,doğrudan keşif yapabilmeleri için ortaya çıkan,hayvanın içinde teşvik edilen elektrik akımını düzenlemek için dolaylı yanıttan ziyade alan içinde hızlı hareket etmesi sonucu isteni.İkincisi, Salamanderler, su içinde hareket ederler.,elektrik akımı manyetik alanın doğrudan işareti olmayabilen suyun hareketi ile düzenlenir.

Bir hayvan manyetik alanı doğrudan keşfedebilir mi? Bu soruya şu anda kesin yanıt verilemez.Bunula beraber manyetitler,biyolojik orjinin biyolojik orjinin manyetik materyalleri, güvercinlerin kafa tasları ile beyinleri arasındaki küçük siyah parçacıkta görülür.Yerin manyetik alanının kuvvet çizgileri ilişkilerinin yüzme tanıklığını veren balinalar,Cerebral cortex�te manyetit alanları içerir.ayrıca bilinmeyen sahil şeridi sularındaki balinaların karaya oturması faciası,yüzdüğü alandaki jeomanyetik karışıklık zamanıyla yüksek istatistiksel önemde görülür.

Arılar ve çamur bakterileri de manyetit içerirler. Gerçi manyetitin hazır bulunuşu manyetik alan keşfi için duyu fonksiyonunun açıklığındandır. Manyetik sinyalleri sinir uyarımlarına dönüştüren gerçek reseptör hücreler,bu durumun kimliğini sağlayamamıştır. Arılar ve çamur bakterileri, yerin manyetik alanını algılama davranışları gösterirler. Kuzey enlemindeki çamur bakterileri, kuzeye döner. Oysa bunlar, oysa bunlar, güney yarı küreden güneye dönmezler. Bu fark, bakterinin manyetik farklılıkların oryantasyonundan kaynaklanır. Bu oryantasyon, onlara derin çamurda belli bir açı ile yüzme yeteneği verir. Eğer yapay manyetik alandaki su damlasına konulurlarsa su damlasının haberleşilebilir tarafına toplanırlar ve manyetik alan ortamdan kaldırıldıktan sonra ters tarafa yüzerler.

Amerikan yılan balığı,jeomanyetizm üzerine kurulan denizcilik için deniz organizmalarında mevcut olan yöntemlerden bir başkasına örnektir. Bu türlerin larvaları, Sargosso denizindeki yumurtlanmış alanlardan Amerika�nın Atlantik sahillerine göç ederler. Bu iki nokta arasındaki uzaklık, yaklaşık 1000 kilometredir. Yerin manyetik alanını kullanabilecekleri iddiaları, yein düşük yoğunluğundan dolayı büyük bir olaydır. Bunula beraber, yılanbalıklarının sistemleri, hassasalıcılardır. Okyanus akıntısındaki deniz suyunun hareketleri, büyük bir jeneratör gibi görülür, kondüktör gibi su fonksiyonları için yer kürenin manyetik alanında hareket eder. Jeoelektrik alanlar, okyanus akıntılarıyla düzenlenir (Golf-Strim gibi). Bu da yaklaşık 0,5 m.V/cm şiddetine varır. Bu 20 kilo metreye düşen 1,0 volta eşittir. Elektrik akımı, balıkların sistemlerinde bulunan elektro reseptörler tarafından belirgin bir şekilde meydana getirilen küçük gradyantlardaki voltajdan üretilir. Klasikleşmiş durum yılan balıklarına elektrik alanındaki değişimlerin yanıtında kalp oranındaki yavaşlamayı öğretmede kullanılmıştır. Önce öğretilmiş, yılan balıkları 0,002 mikro volt/cm�den daha düşük direkt akım alanlarında değişm yanıtta, kalp atışlarının yavaşladığı gözlenmiştir. Çünkü okyanusta meydana gelen alanlar daha da büyütülmüş, iki veya üç düzenlemedir. Bu,jeoeoloktrik alanın yılan balığı üzerindeki etkiyi gösterir.

TÜBiTAK BiLiM VE TEKNiK DERGiSi 330. (MAYIS-1995) SAYISI