Descubren tres mecanismos distintos que permiten a los animales orientarse mediante el campo magnético terrestre

Investigadores de varios centros científicos han logrado identificar los tres mecanismos principales que permiten a diferentes especies animales orientarse utilizando el campo magnético terrestre, según revela un estudio reciente publicado en la revista Science.

El campo magnético terrestre "nos permea a todos", recuerda Francisco Javier Diego-Rasilla, de la Asociación Herpetológica Española en el Museo Nacional de Ciencias Naturales, pero "el sentido magnético, a diferencia de otros sentidos, es el más elusivo de todos", añade el experto.

Los científicos han documentado esta capacidad en al menos 20 especies de aves, varios tipos de anfibios como tritones y ranas, peces como rayas y tiburones, reptiles como las tortugas bobas, e incluso algunos mamíferos, especialmente murciélagos y ratopines, que utilizan el magnetismo para orientarse en la oscuridad.

El primer mecanismo identificado se basa en nanocristales de magnetita, un mineral magnético que algunos animales generan internamente. Se cree que las tortugas bobas (Caretta caretta) poseen estos cristales incrustados en células sensoriales especializadas. Según Alayna Mackiewicz, investigadora de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, "es probable que los cristales de magnetita estén incrustados en células sensoriales especializadas, y el pulso magnético podría remagnetizar estos diminutos imanes y, por lo tanto, alterar la información magnética enviada al sistema nervioso".

En un experimento reciente con tortugas bobas, los investigadores interfirieron en su percepción magnética. Durante ocho meses, alimentaron a ejemplares recogidos en Carolina del Norte mientras les hacían sentir mediante pulsos magnéticos el campo existente mucho más al sur, en Haití o las Islas Turcos y Caicos. Al "dejarlas ciegas" magnéticamente, las pequeñas tortugas dejaron de mostrar el comportamiento habitual, lo que apunta a la presencia de magnetita en su interior.

El segundo mecanismo se basa en la bioquímica cuántica dependiente de la luz. En la retina de aves migratorias como los petirrojos europeos, los científicos han localizado unas proteínas llamadas criptocromos, sensibles a la luz azul, que son el primer paso de un complejo sistema de orientación basado en la física cuántica. Estos criptocromos desencadenan un proceso bioquímico que forma pares de radicales libres cuyos electrones no emparejados se comportan en función del campo magnético.

En los años 60 del siglo pasado, los ornitólogos alemanes W. Merkel y W. Wiltschko descubrieron que los petirrojos europeos volaban desde el norte de Europa hasta África gracias a la magnetorrecepción. Sus experimentos demostraron que, al soltar a estas aves en jaulas rodeadas de bobinas de Helmholtz (que generan su propio campo magnético cancelando otros), los pájaros reajustaban su vuelo según el nuevo campo.

El tercer mecanismo, recientemente confirmado en palomas, se basa en la inducción magnética, "el mismo que se utiliza en los cargadores inalámbricos", según explica Gregory Nordmann, del Instituto Max Planck de Inteligencia Biológica y la Universidad de Múnich. "Cuando un campo magnético cambia, produce una corriente eléctrica en un conductor. En la navegación de las palomas, el campo magnético no se mueve; es el ave la que lo hace. Al volar o girar la cabeza, se desplaza a través del campo magnético terrestre, y este movimiento induce diminutas señales eléctricas en los canales semicirculares del oído interno", detalla Nordmann.

Un conjunto de células electrosensoriales especializadas detectan estas señales, captan las corrientes inducidas y envían la información al cerebro, proporcionando a la paloma una brújula fiable e independiente de la luz. Este mismo sistema se cree que es utilizado por elasmobranquios como rayas y tiburones.

Uno de los casos más sorprendentes es el de los tritones alpinos (Ichthyosaura alpestris), que tras nacer y vivir como larvas en pozas o estanques, salen del agua y pasan casi todo el año en los bosques húmedos de Europa. Sin embargo, cuando llega la época de apareamiento, regresan a la misma poza donde nacieron. En experimentos donde fueron alejados hasta 42 kilómetros de su charca natal, estos anfibios de apenas 12 centímetros enfilaban en línea recta su regreso a casa.

Según Diego-Rasilla, quien lleva décadas estudiando el sentido magnético de los anfibios, "necesitas saber adónde vas, pero también dónde estás". Es decir, no basta con una brújula que marque el norte, también se necesita un mapa como punto de partida. Sus investigaciones han revelado que los tritones alpinos recalibran su brújula actualizando su mapa mental cada día, precisamente cuando se pone el Sol, alineándose con un eje norte-sur ligeramente desviado hacia el este, "y justo cuando menos perturbaciones en el campo magnético hay".

La existencia de estos tres mecanismos diferentes sugiere, según Nordmann, que "la magnetorrecepción evolucionó de forma convergente; es decir, diferentes especies, con anatomías y necesidades ecológicas distintas, han desarrollado capacidades sensoriales similares a través de mecanismos biológicos diferentes".

En el caso de las tortugas bobas, Mackiewicz señala que "existen pistas que respaldan la hipótesis de la impronta geomagnética en tortugas marinas, donde los individuos se identifican con el campo magnético de su lugar de nacimiento y utilizan esta información para regresar a sus playas natales". Sin embargo, reconoce que "se desconoce el mecanismo exacto, pero es probable que utilicen información magnética para guiarse en el regreso a su lugar de origen".

Estos descubrimientos no solo amplían nuestro conocimiento sobre la navegación animal, sino que podrían tener aplicaciones en campos como la robótica, la navegación y las tecnologías de orientación espacial.