Elektronik gör att flyttfåglar kommer ur kurs

Ett fågelförsök som gick snett har gett forskare oroväckande insikter om den skadliga påverkan från elektromagnetiskt brus i stadsområden. Flyttfåglar hamnar ur kurs, men vad är konsekvensen för människors hälsa?

19 september 2014 av Susan McGrath - Daily News

Rödhakarna ändrar beteende

Henrik Mouritsen, som är expert på djurs navigeringsförmåga, hade arrangerat allt: finansiering, laboratoriefaciliteter, assistenter, avancerade instrument. Till Henrik Mouritsens förtret vägrade emellertid försökets huvudpersoner, fåglarna (rödhakar), att samarbeta.

Något hade blivit fel i fåglarnas naturliga flyttbeteende – som var väldokumenterat, helt avgörande för försökets utformning och det minsta av Henrik Mouritsens överväganden, innan han gav sig i kast med projektet.

Det tog Henrik Mouritsen och hans kollegor tre år att hitta en förklaring på fåglarnas till synes avvikande beteende. Under arbetets gång gjorde forskarna en oroväckande upptäckt – en som har stor betydelse för tättingarnas överlevnad såväl som för den mänskliga hälsan.

Här är förklaringen på hur gåtan fick sin lösning.

Förvirrade fåglar och forskare

Henrik Mouritsens forskning koncentreras kring två trästugor och två grupper rödhakar, som redan är otåliga att flyga norrut i skydd av natten. Den ena fågelgruppen fungerar som kontrollbestånd. Den andra utsätts för olika påverkningar under experimentets gång.

Inne i stugorna stängs rödhakarna in i speciella burar, som kallas Emlentrattar. Dessa är fodrade med termopapper, som registrerar fågelfötternas krafsande, medan fåglarna klättrar upp för att komma ur trattarna. I brist på annat att navigera efter, i detta fall solen och stjärnorna, orienterar fåglarna sig efter jordens magnetfält, som de kan registrera genom stugornas träväggar. När fåglarna försöker ta sig ut, ger de sig av i en nordlig riktning och lämnar samtidigt sina avtryck på papperet.

Eller rättare sagt, det hade de gjort i tusentals tidigare experiment, däribland under Henrik Mouritsens arbete med sin egen doktorsavhandling, som utfördes ute på landsbygden i Danmark. Den här gången gick det dock helt snett för fåglarna.

Rödhakarna verkade inte ha en aning om vilken riktning som var norr. ”Fåglarna hoppade i mer eller mindre slumpmässiga riktningar varje vår och höst i tre år”, säger Henrik Mouritsen. Förvåning ersattes av desperation. Forskarna ändrade rödhakarnas foder, deras burar, formen på burarna, belysningen och perioderna med dagsljus. Inget hade emellertid någon inverkan på slumpmässigheten av fågelfötternas avtryck inne i trattarna.

Så föreslog en av studenterna, Nils-Lasse Schneider, att man skulle använda Faradayburar av aluminium. En Faradaybur är i stort sett en metallåda, som är elektriskt jordad. Buren blockerar inte jordens kraftiga, konstanta magnetfält, men den fungerar som avskärmning av svagare, växlande elektromagnetiska fält i stil dem som genereras av elektriska apparater och elektronik.

”Tre år tidigare skulle jag ha fnyst åt ett sådant förslag”, medger Henrik Mouritsen. I stället installerade de Faradayburar av aluminium i stugorna och jordade dem med ledningar, som var fastskruvade på utsidan. Ännu en gång satte forskarna in rödhakarna i Emlentrattarna. Mirakulöst – i alla fall föreföll det så för Mouritsen – satte rödhakarna av mot norr.

Forskarna, som vid det laget låg tre år efter sin tidsplan, började nu utreda hur fåglarnas hjärna fungerade. De identifierade ”N-anhopningen”, en del av främre delen av rödhakens hjärna, som den plats där den magnetiska kompassinformation bearbetas i fåglarnas hjärna. Denna upptäckt publicerade de i Nature år 2009.

Den besynnerliga avvikelsen i beteendet, som löstes med hjälp av Faradayburarna, hade forskarna dock fortfarande ingen förklaring till.

Foto: Andrew Parkinson, CORBIS

Radiovågor förändrar fåglarnas beteende

Trots att påverkan från svaga elektromagnetiska fält har varit ett väldigt omdiskuterat ämne – bland annat i samband med hur säkra mobiltelefoner är – fanns det inga tillförlitliga vetenskapliga bevis för att svaga elektromagnetiska fält skulle påverka djurs beteende.

Om burarna dessutom fungerade för att de skärmar av störande källor till svag elektromagnetisk aktivitet, varför hade då icke avskärmade stugor på andra platser tidigare fungerat utan Faradayburar? Hade något förändrats?

Efter att ha avslutat sina hjärnexperiment beslutade Nils-Lasse Schneider och Henrik Mouritsen sig för att utföra ett snabbt försök. Under en period på några dagar lät de ett antal studerande stänga in rödhakar i båda stugorna. Utan att de studerande visste något om det, bröt och anslöt forskarna med vissa mellanrum burarnas jordning i båda stugorna.

De studenter som observerade rödhakarna såg inget mönster i fåglarnas förmåga eller bristande förmåga att orientera sig mot norr. Sedan avslöjade Nils-Lasse Schneider och Henrik Mouritsen det tidsschema som de hade följt, när de omväxlande slöt och bröt jordkopplingen till de skärmande burarna – och det passade perfekt med fåglarnas beteendemönster. En enda jordningsskruv som drogs åt eller lossades var tillräckligt för att slå på och av fåglarnas orienteringsförmåga.

Upptäckten sporrade forskarlaget, som nu började mäta de elektromagnetiska störningarna inne i stugorna med och utan avskärmning. Det brus som uppmättes i de icke avskärmade stugorna låg frekvensmässigt i ett område motsvarande AM-radiovågor, och den var svag – mellan 100 och 1000 gånger under de gränser som Världshälsoorganisationen WHO angett som skadliga för människors hälsa. Uppenbarligen var det dock tillräckligt för att sätta fåglarnas magnetiska kompass ur funktion.

För att skaffa ytterligare bevis utsatte forskarna med flit de avskärmade stugorna för svagt brus i det angivna frekvensområdet. Störningar som inte var kraftigare än AM-radiovågor var tillräckligt för att stänga av fåglarnas magnetiska kompasser.

”Kraftig påverkan på fåglar”

Forskarna var förbryllade. ”Vi kunde se att fåglarna påverkades kraftigt, men trots det når flera miljarder migrerande tättingar fram till sina destinationer varje år”, säger Henrik Mouritsen. ”Och man kan lyssna på AM-radio överallt. Så hur kunde dessa signaler störa fåglarna?”

Våren 2005 höll Henrik Mouritsen, som är professor i neurosensoriska vetenskaper, på att förtvivla. Han hade precis inlett en stor undersökning av vilken del av hjärnan en flyttfågel använder, när den orienterar sig i förhållande till jordens magnetfält.

Forskarna flyttade ut sina försök utanför staden. Mitt ute på en åker utanför Oldenburg, långt från all elektrisk och elektronisk utrustning, genomförde de sitt experiment en gång till. Brusnivån i de icke avskärmade stugorna på åkern motsvarade nivån i de avskärmade stugorna i Oldenburg. Fåglarna lyfte norrut.

Trots att forskarna nästan inte kunde tro det, hade de funnit sitt svar. Svagt elektromagnetiskt brus – av samma slag som stadsområden i dag är översvämmade av – kan slå ut ett livsviktigt redskap, som flyttfåglar använder för att hitta vägen mellan sina vistelseplatser vid olika tidpunkter på året.

Upptäckten av att stadsområden kan störa förmågan att hitta vägen, kan kanske bidra till att förklara den oroväckande nedgången av bestånden av migrerande tättingar, säger Henrik Mouritsen.

Den är också det första vetenskapliga beviset för att svaga, mänskligt orsakade elektromagnetiska fält kan påverka en biologisk process.

Konsekvenser för människors hälsa?

Vilka apparater bidrar till bruset? Mot bakgrund av de uppmätta frekvenserna kan Henrik Mouritsen säga att bruset inte orsakas av mobiltelefoner eller högspänningsledningar – men förutom det kan han inte definiera källorna närmare. Listan över möjliga bruskällor är nästan ändlös. Enbart universitetsområdet i Oldenburg hyser allt från mikrovågsugnar till skanningelektronmikroskop.

Tack vare upptäckten kommer det kanske någon gång att bli möjligt att eliminera användningen av de frekvenser som visar sig störa fåglarnas navigationsförmåga. Henrik Mouritsen är glad att hans forskarlag har kunnat bidra till kunskapen om fåglarna.

Med avseende på konsekvenserna för människors hälsa, konstaterar Henrik Mouritsen torrt: ”Det är inte mitt intresseområde. Vi snubblade över de här sambanden av en slump. Jag har inte tänkt gå vidare med resultatet – men andra är välkomna att göra det.”

Läs också

Kanske är du intresserad av...