Für Sinnesphysiologen ist die vielleicht spannendste Frage bei der Untersuchung der Magnetorientierung, welche
Sensoren die Tiere besitzen, um das Erdmagnetfeld mit hoher Präzision analysieren zu können. Den ersten Hinweis
auf einen zellulären Magnetfeldsensor lieferte das magnetotaktische Bakterium Magnetospirillum magnetotacticum
(rechts, oben). Dieses Bakterium synthetisiert permanent-magnetische Eisenoxidkristalle (Fe.O, Fe2O3,
Fe3O4) - Magnetit. Einzelne Magnetitkristalle können sich nicht stabil im Erdmagnetfeld ausrichten,
denn die thermische Energie ist größer als der magnetische Impuls bei den nur ca 50 nm großen Kristallen. Deshalb werden
die Einzelkristalle zu Ketten zusammengelagert, in denen die thermische Bewegung gedämpft wird, so daß das
magnetische Moment überwiegt (rechts, mitte). Die Ketten richten sich entlang des lokalen Magnetfeld-Vektors
im Erdmagnetfeld aus.
Warum braucht ein Bakterium Magnete? Magnetospirillum ist ein anaerobes Bakterium. Es lebt im marinen
Sediment und versucht, möglichst tief ins Sediment einzudringen, um dem giftigen Sauerstoff zu entgehen. Auf der
Nordhalbkugel sind Magnetospirillum-Bakterien Norsucher. Sie schwimmen entlang des Magnetfeld-Vektors
nach Norden, aber - wegen der gegen die Erde weisende Inklination des Vektors - eben auch nach unten, ins Sediment.
Auf der Südhalbkugel, wo die Vektoren von der Erde wegzeigen, sind die Bakterien magnetotaktisch andersrum gepolt: Sie sind Südsucher,
sie schwimmen nach Süden und damit ebenfalls ins Sediment (rechts, unten).
Die Entdeckung von biogenem Magnetit als zellulärem Sensor für das Erdmagnetfeld hat die Suche nach Magnetit-haltigen
Zellen auch bei höheren Tieren stimuliert. Mittlerweile ist Magnetit bei Insekten, Mollusken, Vögeln und Fischen entdeckt worden
und gilt als guter Kandidat für Magnetorezeption auch bei Vertebraten.
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