Ein Feld, das viele Tiere sehen.
Rotkehlchen orientieren sich daran. Schildkröten prägen sich ihre Geburtsküste damit ein. Lachse finden ihren Heimatfluss. Zwei Mechanismen konkurrieren um die Erklärung — und beim Menschen deutet ein einziger, umstrittener Befund auf eine unbewusste Verarbeitung hin.
Polwärts / äquatorwärts. Wiltschko 1972: Rotkehlchen lesen den Inklinationswinkel, nicht die Polarität. Am magnetischen Äquator versagt der Kompass.
Wie ein Rotkehlchen das Magnetfeld vermutlich sieht.
Cryptochrom 4 sitzt in den Photorezeptoren des Rotkehlchens. Blaues Licht (424-565 nm) regt den FAD-Kofaktor an und erzeugt kurz ein Radikalpaar, dessen Singulett/Triplett-Verhältnis vom Winkel des umgebenden Magnetfelds abhängt. Diese Verteilung moduliert ein chemisches Signal, das — so die aktuelle Theorie — als schwaches Helligkeitsmuster über das Sichtfeld gelegt wird und sich mit der Kopfdrehung verschiebt.
Engels et al. (Nature 2014) zeigten, dass Elektrosmog zwischen 50 kHz und 5 MHz — weit unter den WHO-Grenzwerten — den Kompass des Rotkehlchens vollständig löscht. Eine geerdete Alu-Folie um die Versuchshütte stellte die Orientierung wieder her. Starke Evidenz dafür, dass der Mechanismus quantenmechanisch ist.
Rotkehlchen
Erithacus rubecula
- Mech.
- Radikalpaar · Cryptochrom 4 in der Netzhaut
- Signal
- Inklinationswinkel, Licht 424-565 nm nötig
Wiltschko & Wiltschko 1972 — die klassische Entdeckung. HF-Rauschen von 50 kHz bis 5 MHz schaltet den Kompass aus (Engels 2014). ErCRY4 in vitro magnetisch sensitiv (Xu 2021).
Karettschildkröte
Caretta caretta
- Mech.
- Zwei Mechanismen · Karte und Kompass getrennt
- Signal
- Inklination × Intensität als 2D-Koordinate
Prägt sich die magnetische Signatur ihres Geburtsstrands ein. Kehrt Jahrzehnte später zurück. Lohmann 2025: Karte und Kompass laufen auf unterschiedlichen biophysikalischen Kanälen.
Pazifischer Lachs
Oncorhynchus nerka
- Mech.
- Magnetit · Einzeldomäne-Partikel, 25-60 nm
- Signal
- Angeborene Magnetkarte, Anschluss über Seitenlinie
Walker 1997 fand Magnetit-Ketten in der Ethmoidalregion. 56 Jahre Fischerei-Daten zeigen: Heimkehrrouten folgen der Drift des Erdfelds (Putman 2013).
Honigbiene
Apis mellifera
- Mech.
- Magnetit · ferromagnetisches Material im Abdomen
- Signal
- Sub-Mikrotesla-Auflösung im Konditionierungs-Versuch
Liang et al. 2016 belegten Konditionierung der Rüssel-Reflex-Antwort auf Magnetstimuli. Der Schwänzeltanz trägt eine Restabweichung, die mit der Feldrichtung korreliert.
Haushund
Canis familiaris
- Mech.
- Mechanismus unbekannt
- Signal
- Körperachse richtet sich bei ruhigem Feld N-S aus
Hart et al. 2013 protokollierten 7475 Defäkationen und Urinationen von 70 Hunden in 37 Rassen. Nord-Süd-Ausrichtung erscheint nur bei ruhigem Geomagnetfeld — verschwindet bei Stürmen.
Mensch
Homo sapiens
- Mech.
- Unbestätigt · CRY2 in der Netzhaut, Status offen
- Signal
- Alpha-EEG-Abfall in abgeschirmtem Raum
Foley 2011: humanes CRY2 stellt Magnetorezeption in CRY-defizienten Fliegen wieder her. Wang/Kirschvink 2019: Alpha-ERD im Faraday-Käfig bei Feldrotation. Unabhängige Replikation steht 2026 weiterhin aus.
Die Inklinations-Karte basiert auf einer zentrierten axialen Dipol-Näherung des Erdfelds: Inklination I = atan(2·tan(λ)) und Totalintensität F ≈ 30 µT × √(1 + 3·sin²(λ)), wobei λ die geographische Breite ist. Eine Lehrbuch-Vereinfachung — das reale Feld zeigt Säkularvariation, einen gekippten Dipol und einen 7-Prozent-Offset vom Erdzentrum — aber sie erfasst die Struktur, die kompassnutzende Tiere tatsächlich verwerten. Küstenlinien aus Natural Earth (1:110m). Die Radikalpaar-Animation ist illustrativ; die Singulett-Ausbeute-Kurve folgt grob der Orientierungsabhängigkeit aus Hore & Mouritsen 2016.
Von einem unsichtbaren Feld zu einem Sinn, den wir vielleicht teilen.
Ein Feld, das niemand fühlt.
Das Erdmagnetfeld misst auf der Oberfläche 25 bis 65 Mikrotesla, etwa hundertmal schwächer als der Magnet am Kühlschrank. Der Inklinationswinkel — die Neigung der Feldlinien — läuft von 0° am magnetischen Äquator bis 90° an den Polen. Die Totalintensität wächst mit der Breite. Beide Werte zusammen geben fast jedem Punkt der Erde einen eindeutigen Fingerabdruck. Tiere, die ihn lesen, besitzen ein Koordinatensystem, das wir Übrigen aufs Papier zeichnen müssen.
Zwei Hypothesen, ein Sinn.
Die Radikalpaar-Theorie verortet den Kompass im Cryptochrom der Netzhaut: blaues Licht löst eine quantenmechanische Spin-Reaktion aus, deren Ergebnis vom Feldwinkel abhängt. Die Magnetit-Theorie verortet ihn in biogenen Magnetpartikeln (25-60 nm), die in Geweben sitzen und auf Nervenenden ziehen oder drehen. Jahrzehnte galten beide als Rivalen. Lohmann et al. (Nature 2025) zeigten an Karettschildkröten, dass beide nebeneinander arbeiten — Karte und Kompass laufen auf getrennten physikalischen Kanälen.
Kompass oder Karte.
Wiltschko & Wiltschko 1972: Rotkehlchen reagieren nicht auf die Polarität, sondern auf den Inklinationswinkel. Kippt das Feld, kippt der Vogel seine Richtung. Lohmann 2001 / 2015: Karettschildkröten machen etwas anderes — sie lesen Inklination und Intensität als zwei Achsen einer Magnetkarte und prägen ihren Geburtsort darin ein. Wenn das Feld Jahrzehnte später driftet, verschiebt sich die Nestverteilung entlang Floridas Küste mit.
Und der Mensch?
Robin Bakers Behauptungen aus den 1980er Jahren überlebten keine Replikation. 2011 zeigten Foley, Gegear und Reppert, dass humanes CRY2 in CRY-defizienten Fruchtfliegen den Magnetkompass vollständig wiederherstellt — das Molekül ist einsatzbereit. 2019 maßen Wang, Kirschvink und Shimojo einen reproduzierbaren Alpha-Abfall im menschlichen EEG bei rotierendem Feld in einer abgeschirmten Kammer, nur bei spezifischen Orientierungen. Stand 2026 fehlt eine unabhängige Hochleistungs-Replikation, und ein Verhaltenskompass ist nicht belegt. Konservativ gelesen: eine unbewusste neuronale Verarbeitung schwacher Magnetfelder ist möglich, bewusste Magnetorezeption nicht bestätigt.
- Wiltschko, W. & Wiltschko, R. (1972) — Magnetic Compass of European Robins. Science 176.
- Walker, M. M. et al. (1997) — Structure and function of the vertebrate magnetic sense. Nature 390.
- Lohmann, K. J. et al. (2001) — Regional magnetic fields as navigational markers for sea turtles. Science 294.
- Begall, S. et al. (2008) — Magnetic alignment in grazing and resting cattle and deer. PNAS 105.
- Foley, L. E., Gegear, R. J. & Reppert, S. M. (2011) — Human cryptochrome exhibits light-dependent magnetosensitivity. Nature Communications 2.
- Treiber, C. D. et al. (2012) — Clusters of iron-rich cells in the upper beak of pigeons are macrophages not magnetosensitive neurons. Nature 484.
- Putman, N. F. et al. (2013) — Evidence for Geomagnetic Imprinting as a Homing Mechanism in Pacific Salmon. Current Biology 23.
- Hart, V. et al. (2013) — Dogs are sensitive to small variations of the Earth's magnetic field. Frontiers in Zoology 10.
- Engels, S. et al. (2014) — Anthropogenic electromagnetic noise disrupts magnetic compass orientation in a migratory bird. Nature 509.
- Brothers, J. R. & Lohmann, K. J. (2015) — Evidence for Geomagnetic Imprinting and Magnetic Navigation in the Natal Homing of Sea Turtles. Current Biology 25.
- Hore, P. J. & Mouritsen, H. (2016) — The Radical-Pair Mechanism of Magnetoreception. Annual Review of Biophysics 45.
- Liang, C.-H. et al. (2016) — Magnetic Sensing through the Abdomen of the Honey bee. Scientific Reports 6.
- Mouritsen, H. (2018) — Long-distance navigation and magnetoreception in migratory animals. Nature 558.
- Wang, C. X. et al. (2019) — Transduction of the Geomagnetic Field as Evidenced from alpha-Band Activity in the Human Brain. eNeuro 6.
- Xu, J. et al. (2021) — Magnetic sensitivity of cryptochrome 4 from a migratory songbird. Nature 594.
- Lohmann, K. J. et al. (2025) — Learned magnetic map cues and two mechanisms of magnetoreception in turtles. Nature 638.