LONDON - Vögel zeigen bei ihren jahreszeitlichen Wanderungen eine derart gute Navigation, dass sich die Forscher seit Hunderten von Jahren fragen, wie etwa Störche nach der Reise nach Afrika ihren alten Horst exakt wiederfinden. Der Stand der Sonne, die Sterne, polarisiertes Licht, ein gutes Gedächtnis, magnetische Partikel im Schnabel oder ein chemischer Magnetsinn im Auge sind einige der Kandidaten für den biologischen Kompass.

Ein neuer Hinweis auf die Existenz des Letzteren stammt aus den Hightech-Laboren des Instituts für physikalische und theoretische Chemie der Universität Oxford (Großbritannien). Dort hat eine Gruppe um Peter Hore erstmals ein Molekül geschaffen, dessen überaus feine Reaktionen von einem sehr schwachen Magnetfeld abhängen.

Dieser von den Feldlinien beeinflusste Zustand könnte dem Vogel vom Magnetfeld und damit seiner Position künden. Die Resultate liefern weitere Hinweise auf die Funktion eines vom Erdmagnetfeld beeinflussten chemischen Kompasses im Vogelauge. Der erste Beweis dafür stammt aus den 1960er Jahren von der Universität Frankfurt: In einem inzwischen klassischen Experiment zeigten Rotkehlchen in einem Magnetfeld gleicher Intensität, aber gedrehter Richtung ein verändertes Richtungsverhalten.

Aber wie „spüren“ Tiere die schwache Kraft? Bei Vögeln werden die Moleküle im Auge vermutet, und Forscher kennen bereits einige Kandidaten. Im Reagenzglas wurden solche Verbindungen und die darin ablaufenden Reaktionen aber bisher nicht geschaffen – dies gelang nun Hore und seinen Kollegen.

Wenn Licht auf diesen Komplex scheint, so die Theorie der Chemiker, führt die Anregung zu einer Elektronenübertragung. Dann gibt es in einem Bereich des großen Farbstoffmoleküls ein Elektron mehr, im anderen eines weniger – ein sogenanntes Radikalpaar ist entstanden.

Je nach Richtung des Eigendrehimpulses dieser Elektronen stellt sich entweder der Singulett- oder der Triplett-Zustand ein. Der Übergang von einem zum anderen Zustand lässt sich durch ein schwaches Magnetfeld beeinflussen, etwa durch jenes der Erde. Dies wäre die biochemische Grundlage des Magnetsinns.

Dass so etwas funktionieren kann, ist nun gezeigt: Das durch Bestrahlung mit grünem Licht entstehende Radikalpaar in dem Riesenmolekül reagiert auf Magnetkräfte von der Stärke des Erdmagnetfeldes. „Wir zeigen hier prinzipiell, dass eine photochemische Reaktion als magnetischer Kompass arbeiten kann“, erklären die Chemiker. Das Erdmagnetfeld hat eine Stärke von 50 Mikro-Tesla, das ist etwa 10 000-mal schwächer als ein Magnet zum Anheften von Notizen an einer Pinnwand.

Bisher habe keine andere Studie zeigen können, heißt es im Magazin „Nature“, dass ein derart schwaches Magnetfeld nachweisbare Änderungen chemischer Reaktionen hervorrufe.