Cuando eres tan pequeño como un petirrojo europeo, cruzar el continente durante el invierno no es poca cosa. Ahora conocemos su secreto para mantener el rumbo a grandes distancias: una capacidad innata para aprovechar la rareza que se encuentra en el corazón de la física cuántica.
Con la hipótesis de que durante mucho tiempo los animales podrían sentir el tirón del débil campo magnético de la Tierra, se ha observado una respuesta no clásica a la luz que tiene lugar dentro de una proteína expresada en los ojos de un pájaro cantor migratorio nocturno.
Una colaboración entre investigadores de instituciones de todo el mundo puso a prueba el complejo de proteínas criptocromo del ave pequeña para ver cómo respondía a la iluminación continua y en destellos de luz azul, tanto dentro como fuera de un campo magnético débil.
Si bien no llega a demostrar que las aves pequeñas dependen de una peculiaridad cuántica de la química para mantener el rumbo mientras cruzan Europa, el hallazgo proporciona evidencia crucial en apoyo de la teoría de la función de la magnetorrecepción en la navegación.
A principios de este año, un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio descubrió que una proteína similar en humanos era capaz de responder a la luz azul de diferentes maneras, dependiendo de la fuerza de un campo magnético cercano.
Ciertos átomos de la proteína con un electrón solitario oscilando en su capa exterior podrían asociarse con otro electrón solitario en lo que se conoce como un par de radicales, entrelazando efectivamente sus características.
La naturaleza de esta asociación puede verse afectada por un campo magnético. Golpeado con una dosis específica de energía en forma de luz azul, un par de radicales emitirá fluorescencia de diferentes maneras dependiendo de cómo estén entrelazados.
En otras palabras, la naturaleza cuántica de la relación entre dos electrones en la estructura correcta de la proteína puede usar la luz para señalar diferentes intensidades de un campo magnético, incluso uno tan débil como el de la Tierra.
Este fue nada menos que un hallazgo asombroso, uno que implicaba fuertemente que había más en la bioquímica de lo que la física clásica podía explicar por sí sola.
Además, tenía el potencial de explicar cómo algunos animales, como las aves migratorias, simplemente podrían ‘ver’ la alineación de las líneas de campo que distinguen los puntos de la brújula magnética del planeta, una habilidad que sería útil como ayuda para la navegación.
Solo había un problema: ese criptocromo era humano, desde el interior de las células humanas. Lo que implica para nuestra propia biología es una cuestión abierta, pero el potencial de la influencia del criptocromo dentro de otros animales sigue siendo discutible.
El espacio para el debate ahora se ha reducido significativamente, sin embargo, con el descubrimiento de que un criptocromo purificado del genoma del petirrojo europeo (Erithacus rubecula) – un animal que ocasionalmente migra desde los gélidos climas de Rusia hasta los hábitats más cálidos en el oeste y el sur de Europa, muestra el mismo comportamiento cuántico inducido magnéticamente.
Los investigadores compararon el criptocromo del petirrojo con un complejo proteico similar copiado de pollos (gallus), un pájaro que no es conocido por realizar viajes más arduos que cruzar alguna que otra carretera.
Además, los investigadores analizaron criptocromos de palomas comunes (Columba livia). Aunque son famosas por encontrar el camino a casa a largas distancias, las palomas no son técnicamente migratorias, lo que lleva al equipo a especular que su propio criptocromo podría no haber evolucionado bajo las mismas presiones que el petirrojo.
Las pruebas de laboratorio sugieren que los criptocromos de los petirrojos son capaces de detectar la influencia sutil del campo magnético de la Tierra, más que los de los pollos y las palomas al menos.
De alguna manera, los estudios futuros deberán llevarse a cabo de manera humana y ética en sujetos vivos si queremos confirmar que las acciones cuánticas del criptocromo son de hecho lo que les dice a los petirrojos qué camino tomar para unas cálidas vacaciones de invierno.
En cuanto a lo que el pajarito realmente ‘ve’ cuando detecta un campo magnético, esa parte solo la podremos imaginar.
¿Quizás una respuesta más fuerte al blues en el medio ambiente en una dirección? ¿Quizás no ve nada, solo una vaga inclinación de que una forma es mejor que la otra?
Hay algunos secretos que ni siquiera la rareza cuántica es capaz de revelar.
Esta investigación fue publicada en Naturaleza.
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