Cómo utilizan las aves el campo magnético de la Tierra
La magnetorrecepción es un sentido que permite a un organismo detectar el campo magnético de la Tierra. Entre los animales con este sentido se encuentran los artrópodos, los moluscos y los vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos, aunque no los humanos). Este sentido se utiliza principalmente para la orientación y la navegación, pero puede ayudar a algunos animales a formar mapas regionales. Los experimentos con aves migratorias sugieren que éstas utilizan una proteína criptocroma en el ojo, basándose en el mecanismo del par radical cuántico para percibir los campos magnéticos. Este efecto es extremadamente sensible a los campos magnéticos débiles y se ve fácilmente perturbado por las interferencias de radiofrecuencia, a diferencia de una brújula de hierro convencional.
Los peces cartilaginosos, incluidos los tiburones y las rayas, pueden detectar pequeñas variaciones de potencial eléctrico con sus órganos electrorreceptores, las ampollas de Lorenzini. Estos parecen ser capaces de detectar campos magnéticos por inducción. Existen pruebas de que estos peces utilizan los campos magnéticos para navegar.
Los biólogos se han preguntado durante mucho tiempo si los animales migratorios, como las aves y las tortugas marinas, tienen una brújula magnética incorporada que les permite navegar utilizando el campo magnético de la Tierra. Hasta finales del siglo XX, las pruebas de ello eran esencialmente conductuales: muchos experimentos demostraban que los animales podían efectivamente obtener información del campo magnético que les rodeaba, pero no daban ninguna indicación del mecanismo. En 1972, Roswitha y Wolfgang Wiltschko demostraron que las aves migratorias respondían a la dirección e inclinación (dip) del campo magnético. En 1977, M. M. Walker y sus colegas identificaron magnetorreceptores basados en el hierro (magnetita) en los hocicos de las truchas arco iris. En 2003, G. Fleissner y sus colegas encontraron receptores basados en el hierro en la parte superior del pico de las palomas mensajeras, ambos aparentemente conectados al nervio trigémino del animal. Sin embargo, la investigación tomó una dirección diferente en el año 2000, cuando Thorsten Ritz y sus colegas sugirieron que una proteína fotorreceptora del ojo, el criptocromo, era un magnetorreceptor que funcionaba a escala molecular por entrelazamiento cuántico[1].
Cómo utilizan las langostas los campos magnéticos
El campo magnético de la Tierra desempeña un papel vital en todo, desde la migración de los animales hasta la protección de la Tierra del duro viento solar. Ahora, un estudio reciente arroja por fin luz sobre cómo algunas aves ven el campo magnético de la Tierra. Las aves utilizan el campo magnético de la Tierra como una especie de pantalla que les ayuda a navegar por el mundo.
El campo magnético de la Tierra es el resultado del movimiento o convección del hierro líquido en el núcleo externo. Cuando el metal líquido del núcleo externo se mueve, genera corrientes eléctricas que dan lugar a un campo magnético. El movimiento continuo del metal líquido a través de este campo magnético crea corrientes eléctricas más fuertes y, por tanto, un campo magnético más intenso. Este bucle de retroalimentación positiva se denomina dinamo geomagnética.
Aunque los científicos saben desde hace tiempo que las aves pueden ver el campo magnético de la Tierra, no estaba claro cómo son capaces de visualizarlo. Dos estudios recientes de investigadores de la Universidad de Lund (Suecia) y de la Universidad Carl von Ossietzky de Oldenburg (Alemania) han descubierto que esta capacidad es el resultado de una proteína especial en los ojos de las aves. Los dos trabajos estudiaron a los petirrojos europeos y a los pinzones cebra y encontraron pruebas de una proteína ocular inusual llamada Cry4.
¿Cómo protege el campo magnético de la Tierra?
ResumenLa Tierra es uno de los planetas interiores del Sistema Solar, pero -a diferencia de los demás- tiene una atmósfera oxidante, una temperatura relativamente estable y un campo geomagnético (GMF) constante. El GMF no sólo protege la vida en la Tierra contra el viento solar y los rayos cósmicos, sino que también blinda la propia atmósfera, creando así unas condiciones ambientales relativamente estables. Además, el GMF podría haber influido en los orígenes de la vida: los organismos, desde las arqueas hasta las plantas y los animales, podrían haber utilizado el GMF como fuente de información espacial desde el principio. Aunque el FMM es constante, sufre diversos cambios, algunos de los cuales, por ejemplo, una inversión de los polos, debilitan el campo de forma significativa o incluso provocan su desaparición a corto plazo. Esto puede dar lugar a cambios climáticos considerables y a una mayor frecuencia de mutaciones causadas por el viento solar y la radiación cósmica. Esta revisión analiza los datos sobre la influencia del FMM en diferentes aspectos de la vida y presenta también los conocimientos actuales en la materia. En conclusión, el GMF tiene un impacto positivo en los organismos vivos, mientras que una disminución o desaparición del GMF afecta negativamente a los organismos vivos. La influencia del FMM también puede ser un factor importante que determine tanto la supervivencia de los organismos terrestres fuera de la Tierra como la aparición de vida en otros planetas.
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La idea de que los animales perciban el campo magnético de la Tierra fue descartada en su día como imposible por físicos y biólogos por igual. El campo de la Tierra es demasiado débil para que un organismo lo detecte, según el argumento, y no existen mecanismos biológicos capaces de convertir la información del campo magnético en señales eléctricas utilizadas por el sistema nervioso.
Sin embargo, con el tiempo se han acumulado pruebas de que los animales sí perciben los campos magnéticos. Ahora está claro que diversos animales, desde los invertebrados como los moluscos y los insectos hasta los vertebrados como las tortugas marinas y las aves, aprovechan la información del campo terrestre para guiar sus movimientos en distancias grandes y pequeñas. Lo que sigue siendo un misterio es cómo lo hacen exactamente.
El campo magnético de la Tierra, también conocido como campo geomagnético, proporciona a los animales diferentes tipos de información, que pueden utilizar con distintos fines en la navegación, como brújulas y como mapas. Las tortugas marinas, el salmón y algunos otros animales utilizan estas señales magnéticas para navegar durante las migraciones de larga distancia. En el caso de las tortugas marinas, la información del mapa magnético puede utilizarse para guiar a una tortuga hacia una zona determinada o para ayudarla a evaluar su ubicación aproximada a lo largo de una ruta migratoria transoceánica. En efecto, las tortugas marinas disponen de un equivalente biológico de baja resolución a un sistema de posicionamiento global, pero basado en información geomagnética en lugar de en señales de satélite.