Ilustración: Laura Ospina Montoya.
Las conexiones de nuestros comportamientos con el lugar que habitamos nos revelan un planeta a través de los sentidos. Un científico explora las explicaciones sobre uno de los mecanismos por los que algunos animales se ubican, regresan y atienden a un sentido de dirección.
Siempre me he preguntado cómo los animales vuelven a casa y, también, si tienen una. De pequeño me intrigaba cómo las abejas retornaban a su panal, porque suponía que sus diminutos cerebros no podían albergar una gran memoria, como la de un elefante africano, que les ayudara a recordar el camino. Esto tiene sentido para un niño si le cuentan que el cerebro de las abejas tiene más o menos un millón de neuronas y el de un elefante 257 mil millones de neuronas, estas células responsables de recibir información sensorial del mundo externo y enviar señales de retorno a nuestros músculos y glándulas para conectarnos con el entorno y nosotros mismos.
Ahora ni siquiera sabría responder si la memoria ocupa un espacio y si un mayor espacio nos hace más memoriosos, básicamente porque los humanos tenemos 86 mil millones de neuronas, tres veces menos que un elefante y aun así, tenemos una muy buena memoria.
La memoria entonces parece no ser un asunto dependiente del número de neuronas, pero esa es otra pregunta. Las preguntas siempre me han rodeado, y ellas me han acercado a la ciencia, y la ciencia a respuestas y respuestas a más preguntas, como esta: ¿cómo los animales vuelven o van a un lugar específico?
De pequeño, mi fuente primaria era la escuela. Un día la profesora nos contó que nuestros ancestros podían orientarse en las noches oscuras mirando el cielo, pero no mencionó nada sobre la orientación en los días nublados o lluviosos; pensé que aquellos hombres se sentaban a esperar y así, tal vez, tuvieron tiempo suficiente para pensar o para amar los días fríos. Pero ¿los animales ven las estrellas en el cielo?
Recuerdo que mi hermana me dijo que las vacas no miran al cielo, lo creí así por mucho tiempo y pensé que era un asunto anatómico o algo similar; al ir creciendo y explorando descubrí a las vacas y otros mamíferos alzando la cabeza, no precisamente para mirar el cielo, pero claramente si así lo quisieran podrían hacerlo.
Dejando de lado los recuerdos de infancia, debemos decir que para la especie humana hay consenso en que percibimos el mundo con cinco sentidos: la visión, el oído, el gusto, el olfato y el tacto. Para los animales, se conocen además de los cinco sentidos, otros que les ayudan a orientarse o tomar rumbo, sentir y seguir una presa. Se conoce evidencia que indica que existe, además, un sentido denominado magnetorrecepción, es decir, la capacidad de algunos animales de percibir el campo magnético de la tierra para orientarse.
¿Animales con una brújula interior?
Entre el 200 a.e.c. y el 100 e.c., los chinos extendieron nuestra capacidad sensorial con el descubrimiento de la brújula que, junto a las cartas estelares de cerca del 1000 e.c., marcaron el comienzo de una era de exploración cuando los marineros zarparon hacia el horizonte utilizando por primera vez la brújula.
Pero los animales no usan un dispositivo como la brújula. Desconocemos cómo algunos animales pueden orientarse en días nublados o en condiciones climáticas complejas; lo que sí sabemos es que para algunas especies se ha reconocido que lo logran gracias a que la magnetorrecepción es un sentido, como el olfato o la vista, pero hasta ahora, no se tiene certeza de la parte del cuerpo donde se encuentra su receptor.
En 1855 el zoólogo ruso Alexander von Middendorff especuló sobre la magnetorrecepción al referirse a las palomas como marineros del aire que poseen una sensación magnética interior, la cual puede estar ligada a los flujos galvánico-magnéticos; pero no fue hasta 1960 que Friedrich Merkel y Wolfgang Wiltschko pudieron mostrar de manera concluyente un comportamiento dependiente del campo magnético al someter a los petirrojo europeos a campos magnéticos artificiales.
La lista de organismos con magnetorrecepción inicia con las bacterias magnetotácticas y se extiende por insectos, peces, aves, reptiles, y finalmente mamíferos. Actualmente es indiscutible la existencia de tal sentido, pero no entendemos cómo funciona en su totalidad.
Mecanismos de una conexión magnética
Tres posibles mecanismos se han planteado para explicar este sentido, el primero se refiere a un magneto receptor basado en magnetita mecánicamente sensible; esta explicación supone la presencia de proteínas receptoras que cambian el orden de sus estructura química debido a la influencia de un estímulo magnético entrante.
Las proteínas están estructuradas a partir de elementos como el Oxígeno, el Nitrógeno y el Carbono, y estos tienen baja susceptibilidad magnética, así que para que su estructura cambie de conformación como sugiere este mecanismo, necesitaría acoplarse a una estructura ferromagnética hecha de un óxido de hierro como la magnetita (Fe3O4), pues por sí sola no podría hacerlo. La magnetita se ha reportado que varias especies pueden formar magnetitas biogénicas.
Las abejas, por ejemplo, navegan con sus barrigas: en su abdomen albergan magnetita y diversos estudios han demostrado cómo las abejas magnetizadas tienen dificultad para encontrar la comida. En bacterias magnetotácticas se han reportado cadenas de magnetita que le permiten a estos microorganismos guiar su natación a lo largo de la pendiente del vector del campo magnético hacia aguas más profundas con condiciones más favorables. La magnetita biogénica se ha encontrado no solo en el abdomen de abejas, el citoplasma de bacterias, sino también en el pico de las aves y en el hueso etmoides de la nariz humana.
La segunda idea plantea la existencia de una brújula de base química sensible a la luz, y es que se han descubierto muchas proteínas fotorreceptoras que pueden sufrir cambios estructurales en la absorción de un fotón; por ejemplo, se ha demostrado que la orientación magnética en petirrojos europeos requiere luz en el espectro azul / verde y que en sus ojos poseen proteínas sensibles a los campos geomagnéticos, en otras palabras, los petirrojos europeos pueden ver el campo magnético como “cambios de colores” que le indican cuál es el norte.
Si este mecanismo llegara a demostrarse, estaríamos frente a un proceso que hace que los animales sean sensibles a los estímulos ambientales un millón de veces más débiles de lo que se creía posible.
Como última idea se plantea una estructura anatómica que permitiría la inducción electromagnética, algo así como estructuras accesorias, un tejido u órgano capaz de convertir el campo magnético en otro estímulo; suena extraño y confuso pero estas cosas son más comunes de lo que pensamos. La naturaleza es rara por naturaleza.
Por ejemplo, en algunos animales la gravedad se percibe gracias a una especie de piedras que flotan en el líquido endolinfático y que ayuda en el equilibrio y la audición; este aplica fuerza sobre un montón de células ciliadas en nuestros canales auditivos y esa señal es transformada en la percepción de la gravedad.
De igual manera sucede con la percepción de las ondas de presión del aire que se convierten en sonido gracias a las células ciliadas. Esta idea sugiere entonces que algunos organismos poseen tejidos u órganos especializados capaces de convertir la información del campo magnético de la Tierra en un estímulo eléctrico; esto requiere que el organismo esté en un medio conductor, como el agua en el océano, lo que explicaría la orientación de ballenas, delfines o tortugas.
Tres posibles mecanismos explican un sentido que sabemos que existe pero aún no comprendemos; tres posibles mecanismos pueden explicar cómo los animales regresan a un lugar específico y nos confirman que no es suficiente mirar el cielo, pues hace falta sentir nuestras barrigas, agudizar nuestros picos y prestar atención a esa extraña sensación detrás de nuestras narices que se clava entre nuestros ojos. Nos hace falta percibir los hilos que existen entre el planeta Tierra y nosotros.
Glosario
Proteína: Las proteínas son una clase importante de moléculas que se encuentran en todas las células vivas. Una proteína se compone de una o más cadenas largas de aminoácidos, cuya secuencia corresponde a la secuencia de ADN del gen que la codifica. Las proteínas desempeñan gran variedad de funciones en la célula, incluidas estructurales (citoesqueleto), mecánicas (músculo), bioquímicas (enzimas), y de señalización celular (hormonas).
Estructura Ferromagnética: Aquellos compuestos que están compuestas de hierro y tienen propiedades magnéticas.
Fotón: es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético.
Bacteria Magnetotáctica: Las bacterias magnetotácticas son un grupo monofilético de bacterias que se orientan a lo largo de las líneas del campo magnético terrestre.
Las células ciliadas del oído: células que hacen las veces de transductores muy sensibles claves para la capacidad auditiva pues son las encargadas de la detección del sonido en el oído interno.
magnetitas biogénicas: son aquellas magnetitas de origen biológico o que se forman por participación de un organismo.
Fuentes
9. Jacob JJ, Suthindhiran K. Magnetotactic bacteria and magnetosomes – Scope and challenges. Mater Sci Eng C. 1 de noviembre de 2016;68:919-28.10. Liang C-H, Chuang C-L, Jiang J-A, Yang E-C. Magnetic Sensing through the Abdomen of the Honey bee. Sci Rep. 23 de marzo de 2016;6(1):23657.
Artpiculo de Juan Felipe Zapata (Juangato) en colaboración con Saturnida lab
Daniel R
5 septiembre
¡Simplemente fascinante e interesante! Termina la lectura y es inevitable no volver a empezarla.
Una preguntita, ¿tiene esto relación con un sentido de supervivencia en los animales? Por ejemplo: los animales que en ciertas temporadas emigran. ¿Podría esta ser la explicación de cómo seleccionan su ruta o lugar de destino?
Pd. ¡Un espectáculo de imágenes!