Làm thế nào để động vật biết nơi để đi? Làm thế nào để chúng tìm đường trên những khoảng cách rộng lớn trong khi không có bản đồ hoặc GPS? Chúng có thể làm thế nào để nhận được sự hướng dẫn của các năng lượng vô hình? Đây là điều đã mê hoặc các nhà khoa học trong nhiều thế kỷ và câu trả lời có thể nằm trong một hiện tượng bí ẩn gọi là từ trường.
Từ trường là môi trường năng lượng đặc biệt sinh ra quanh các điện tích chuyển động hoặc do sự biến thiên của điện trường hoặc có nguồn gốc từ các mômen lưỡng cực từ như nam châm. Từ trường của Trái đất là một la bàn tự nhiên bao quanh hành tinh của chúng ta. Một số động vật có các tế bào hoặc cơ quan chuyên biệt chứa các hạt từ tính cực nhỏ, một loại khoáng chất có từ tính thẳng hàng với các đường sức. Bằng cách cảm nhận hướng và cường độ của những đường này, động vật có thể tự định hướng và điều hướng.
Nhưng khả năng cảm nhận từ trường không đơn giản như người ta tưởng. Từ trường của Trái đất không đồng nhất hoặc ổn định. Nó thay đổi tùy thuộc vào vị trí của bạn và nó thay đổi theo thời gian do các chuyển động trong lõi Trái đất. Động vật phải điều chỉnh la bàn bên trong của chúng để giải thích cho những biến thể này và một số thậm chí có thể sử dụng các tín hiệu khác, chẳng hạn như các mốc, ngôi sao hoặc mùi, để bổ sung cho cảm giác từ tính của chúng.
Khả năng cảm nhận từ trường đã được tìm thấy ở nhiều loại động vật, từ rùa biển di chuyển hàng nghìn km để trở về bãi biển làm tổ của chúng, đến cá hồi bơi ngược dòng để đẻ trứng tại nơi sinh của chúng, đến loài ong sử dụng mặt trời và từ trường để tìm đường quay trở lại tổ ong của chúng. Ngay cả một số động vật có vú, chẳng hạn như dơi và chó, có thể có cảm giác từ tính giúp chúng tự định hướng.
Làm thế nào để chúng ta biết rằng động vật sử dụng từ trường? Có một cách là kiểm tra chúng trong các điều kiện được kiểm soát, nơi chúng ta có thể điều khiển từ trường bằng nam châm hoặc cuộn dây. Ví dụ, khi những con chim tiếp xúc với một cánh đồng nhân tạo khác với cánh đồng tự nhiên, chúng sẽ thay đổi hướng bay theo đó. Khi những con ong được gắn nam châm nhỏ, chúng sẽ mất khả năng tìm thấy tổ ong của mình. Những thí nghiệm này gợi ý rằng động vật dựa vào khả năng cảm nhận từ trường để điều hướng.
Nhưng khả năng cảm nhận từ trường không chỉ hữu ích cho việc điều hướng. Nó cũng có thể có các chức năng khác, chẳng hạn như giao tiếp, săn mồi hoặc bảo vệ. Ví dụ, một số con nai tự sắp xếp theo từ trường khi gặm cỏ, có thể để giảm khả năng bị tổn thương trước kẻ săn mồi hoặc để tạo điều kiện phối hợp xã hội. Một số loài cá mập và cá đuối có thể phát hiện ra điện trường yếu do con mồi tạo ra bằng cách sử dụng các cơ quan chuyên biệt gọi là ống Lorenzini. Một số vi khuẩn có thể sử dụng từ trường để di chuyển dọc theo các đường sức từ và tìm môi trường tối ưu để tồn tại.
Magnetoreception là một trong những khả năng hấp dẫn và bí ẩn nhất trong tự nhiên. Nó tiết lộ cách động vật có thể cảm nhận được những thứ mà con người chúng ta không thể và cách chúng có thể thích nghi với thế giới luôn thay đổi xung quanh chúng. Nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi chưa được trả lời về cách hoạt động của từ trường, cách nó phát triển và cách nó ảnh hưởng đến hành vi và hệ sinh thái của động vật. Trường hợp kỳ lạ về khả năng điều hướng và khả năng cảm nhận từ trường của động vật vẫn là một thách thức mở đối với khoa học và là nguồn ngạc nhiên cho tất cả chúng ta.
