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La paloma mensajera puede regresar a su hogar usando su capacidad para sentir el campo magnético de la Tierra y otras señales para orientarse.

La magnetorrecepción (también magnetocepción ) es un sentido que permite a un organismo detectar un campo magnético para percibir la dirección, altitud o ubicación. Esta modalidad sensorial es utilizada por una variedad de animales para orientación y navegación , [1] y como un método para que los animales desarrollen mapas regionales. En la navegación, la magnetorrecepción se ocupa de la detección del campo magnético de la Tierra .

La magnetorrecepción está presente en bacterias , artrópodos , moluscos y miembros de todos los principales grupos taxonómicos de vertebrados . [1] No se cree que los seres humanos tengan un sentido magnético, pero hay una proteína (un criptocromo ) en el ojo que podría cumplir esta función. [2]

Mecanismos propuestos [ editar ]

En bacterias [ editar ]

Las bacterias magnetotácticas son una clase de bacterias que se sabe que utilizan campos magnéticos para orientarse. Estas bacterias demuestran un fenómeno de comportamiento conocido como magnetotaxis, que es la forma en que la bacteria se orienta y migra en la dirección a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra. Las bacterias contienen magnetosomas , que son partículas de magnetita o sulfuro de hierro de tamaño nanométrico encerradas dentro de las células bacterianas. [3] Los magnetosomas están rodeados por una membrana compuesta de fosfolípidos y ácidos grasos y contienen al menos 20 proteínas diferentes. Los magnetosomas se forman en cadenas donde los momentos magnéticos de cada magnetosoma se alinean en paralelo, lo que hace que cada célula bacteriana actúe esencialmente como un dipolo magnético., dando a las bacterias sus características de imán permanente. [ cita requerida ]

En animales [ editar ]

Criptocromos [ editar ]

En el caso de los animales, se desconoce el mecanismo de la magnetorrecepción, pero actualmente se discuten dos hipótesis principales: una propone una brújula química basada en un mecanismo de par de radicales y la otra postula procesos que involucran partículas de magnetita. [4] Según el primer modelo, la magnetorrecepción es posible a través del mecanismo de pares de radicales , [5] que está bien establecido en la química del espín [6] [7] [8] y se especuló que se aplicaría a la magnetorrecepción en 1978 por Schulten et Alabama. . En 2000, se propuso el criptocromo como la "molécula magnética", por así decirlo, que podría albergar pares de radicales magnéticamente sensibles. Criptocromo, una flavoproteínaque se encuentra en los ojos de los petirrojos europeos y otras especies animales, es la única proteína conocida que forma pares de radicales fotoinducidos en los animales. [5] La función del criptocromo es diversa entre especies, sin embargo, la fotoinducción de pares de radicales se produce por exposición a la luz azul, que excita un electrón en un cromóforo . [9] El campo magnético de la Tierra es de solo 0,5  gauss y el mecanismo de par de radicales es la única forma plausible en que los campos magnéticos débiles pueden afectar los cambios químicos. [10] Por lo tanto, se cree que los criptocromos son esenciales para que la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, dependiente de la luz, detecte campos magnéticos.[11]

A base de hierro [ editar ]

El segundo modelo propuesto para la magnetorrecepción se basa en grupos compuestos de hierro , un mineral natural con fuerte magnetismo. La idea es favorable, ya que se basa en las capacidades magnetorreceptivas de las bacterias magnetotácticas. Estos grupos de hierro se han observado principalmente en palomas mensajeras en la parte superior del pico, [12] pero también en otros taxones. [13]

Estos grupos de hierro se han observado en dos tipos de compuestos: magnetita (Fe 3 O 4 ) y maghemita (γ-Fe 2 O 3 ). Se cree que ambos juegan un papel en el sentido magnético, particularmente en el sentido del mapa magnético. [14] [15] Se cree que estas concentraciones están conectadas al sistema nervioso central para formar un sistema de detección. La investigación se ha centrado en las concentraciones de magnetita, sin embargo, se ha demostrado que la magnetita sola no se encuentra en las neuronas magnetosensibles. [dieciséis]

Se ha observado maghemita en estructuras parecidas a plaquetas concentradas a lo largo de las dendritas sensoriales del pico superior, consistentemente en la nanoescala. Cuando están en la nanoescala, los óxidos de hierro permanecerán permanentemente magnetizados en longitudes superiores a 50 nm y se magnetizarán en longitudes inferiores a 50 nm. [17] [ Verificación fallida ] Dado que estas plaquetas se han observado en grupos de 5 a 10, se cree que forman dipolos locales a la dendrita en la que están presentes. Estos cambios magnéticos locales provocan una respuesta mecánica a lo largo de la membrana del nervio. celular, lo que lleva a un cambio en las concentraciones de iones. Se cree que esta concentración de iones, con respecto a los otros grupos de dendrita, forma el sentido magnético. [15]

Ampolla de Lorenzini [ editar ]

Otro tipo menos general de mecanismo de detección magnética en animales que se ha descrito es la inducción electromagnética utilizada por tiburones, mantarrayas y quimeras ( peces cartilaginosos ). Estas especies poseen un órgano electrorreceptivo único conocido como ampollas de Lorenzini que puede detectar una ligera variación en el potencial eléctrico. Estos órganos están formados por canales llenos de moco que se conectan desde los poros de la piel a pequeños sacos dentro de la carne del animal que también están llenos de moco. Las ampollas de Lorenzini son capaces de detectar corrientes de CC y se ha propuesto su uso en la detección de campos eléctricos débiles de presas y depredadores. Estos órganos también podrían detectar campos magnéticos, por medio de la ley de Faraday.: cuando un conductor se mueve a través de un campo magnético, se genera un potencial eléctrico. En este caso, el conductor es el animal que se mueve a través de un campo magnético, y el potencial inducido depende de la tasa de flujo variable en el tiempo a través del conductor de acuerdo con

.

Estos órganos detectan fluctuaciones muy pequeñas en la diferencia de potencial entre el poro y la base del saco de electrorreceptores. Un aumento en el potencial da como resultado una disminución en la tasa de actividad nerviosa y una disminución en el potencial da como resultado un aumento en la tasa de actividad nerviosa. Esto es análogo al comportamiento de un conductor portador de corriente; con una resistencia de canal fija, un aumento en el potencial disminuiría la cantidad de corriente detectada y viceversa. [ aclaración necesaria ] Estos receptores se encuentran a lo largo de la boca y la nariz de los tiburones y mantarrayas. [18] [19]Aunque debatido, se ha propuesto que en los animales terrestres los canales semicirculares del oído interno podrían albergar un sistema magnetosensible basado en la inducción electromagnética. [20]

Bacterias magnetotácticas endosimbióticas [ editar ]

Una explicación propuesta más reciente de la magnetorrecepción en animales es a través de la endosimbiosis con bacterias magnetotácticas. Esto parece al menos plausible, ya que el ADN de estas bacterias está muy extendido en los animales. [21]

En invertebrados [ editar ]

Se propuso que el nematodo Caenorhabditis elegans se oriente al campo magnético de la Tierra utilizando el primer conjunto descrito de neuronas magnetosensoriales. [22] Los gusanos parecen usar el campo magnético para orientarse durante las migraciones verticales del suelo que cambian de signo dependiendo de su estado de saciedad (con gusanos hambrientos excavando y gusanos saciados excavando). Sin embargo, la evidencia reciente desafía estos hallazgos. [23] [24]

El molusco Tochuina tetraquetra (anteriormente Tritonia diomedea o Tritonia gigantea ) se ha estudiado en busca de pistas sobre el mecanismo neural detrás de la magnetorrecepción en una especie. Algunos de los primeros trabajos con Tochuina mostraron que antes de la luna llena, Tochuina orientaba sus cuerpos entre el norte magnético y el este. [25] Se estableció un laberinto en Y con un giro a la derecha igual al sur geomagnético y un giro a la izquierda igual al este geomagnético. Dentro de este campo geomagnético el 80% de Tochuinahizo un giro a la izquierda o al este magnético. Sin embargo, cuando se aplicó un campo magnético inverso que giraba el norte magnético 180 °, no había una preferencia significativa por ninguno de los dos giros, que ahora se correspondían con el norte magnético y el oeste magnético. Estos resultados, aunque interesantes, no establecen de manera concluyente que Tochuina utilice campos magnéticos en magnetorrecepción. Estos experimentos no incluyen un control para la activación de la bobina de Rubens en los experimentos de campo magnético inverso. Por lo tanto, es posible que el calor o el ruido generado por la bobina fuera responsable de la pérdida de preferencia de elección. El trabajo posterior con Tochuina no pudo identificar ninguna neurona que mostrara cambios rápidos en el disparo como resultado de los campos magnéticos. [26] [27]Sin embargo, las neuronas del pedal 5, dos neuronas bisimétricas ubicadas dentro del ganglio del pedal de Tochuina , exhibieron cambios graduales en la activación con el tiempo después de 30 minutos de estimulación magnética proporcionada por una bobina de Rubens. Otros estudios demostraron que las neuronas del pedal 7 en el ganglio del pedal se inhibían cuando se exponían a campos magnéticos durante 30 minutos. Actualmente se desconoce la función de las neuronas del pedal 5 y del pedal 7.

La mosca de la fruta Drosophila melanogaster necesita criptocromo para responder a los campos magnéticos.

La mosca de la fruta Drosophila melanogaster es otro invertebrado que puede orientarse a campos magnéticos. Las técnicas experimentales como la eliminación de genes han permitido un examen más detenido de la posible magnetorrecepción en estas moscas de la fruta. Se han entrenado varias cepas de Drosophila para responder a campos magnéticos. [11] En una prueba de elecciónse cargaron moscas en un aparato con dos brazos rodeados por bobinas eléctricas. Se pasó corriente a través de cada una de las bobinas, pero solo una se configuró para producir un campo magnético de 5 Gauss a la vez. Las moscas en este laberinto en T se probaron en su capacidad nativa para reconocer la presencia del campo magnético en un brazo y en su respuesta después del entrenamiento en el que el campo magnético se emparejó con una recompensa de sacarosa. Muchas de las cepas de moscas mostraron una preferencia aprendida por el campo magnético después del entrenamiento. Sin embargo, cuando el único criptocromo que se encuentra en Drosophila , el Cry tipo 1, se altera, ya sea a través de una mutación sin sentidoo reemplazo del gen Cry, las moscas exhiben una pérdida de magnetosensibilidad. Además, cuando la luz se filtra para permitir solo longitudes de onda superiores a 420 nm, Drosophila pierde su respuesta entrenada a los campos magnéticos. Esta respuesta a la luz filtrada probablemente esté relacionada con el espectro de acción del criptocromo de mosca, que tiene un rango de 350 nm a 400 nm y mesetas de 430 a 450 nm. [28] Aunque los investigadores habían creído que una tríada de triptófano en el criptocromo era responsable de los radicales libres sobre los que podían actuar los campos magnéticos, un trabajo reciente con Drosophila ha demostrado que el triptófanopodría no estar detrás de la magnetorrecepción dependiente de criptocromo. La alteración de la proteína triptófano no da como resultado la pérdida de magnetosensibilidad de una mosca que expresa Cry de tipo 1 o el criptocromo encontrado en vertebrados, Cry de tipo 2. [29] Por lo tanto, no está claro exactamente cómo el criptocromo media la magnetorrecepción. Estos experimentos utilizaron un campo magnético de 5 gauss, 10 veces la fuerza del campo magnético de la Tierra . No se ha demostrado que Drosophila pueda responder al campo magnético más débil de la Tierra.

Los estudios de magnetorrecepción en peces vertebrados se han realizado principalmente con salmón. Por ejemplo, se ha descubierto la presencia de una brújula magnética interna en el salmón rojo ( Oncorhynchus nerka ). [30] Los investigadores hicieron este descubrimiento colocando primero a las crías de esta especie en un tanque circular simétrico y permitiéndoles pasar libremente por las salidas del tanque. Luego se calculó un vector medio para representar las preferencias direccionales de estos salmones en el campo magnético natural. En particular, cuando el campo magnético se rotó experimentalmente, las preferencias direccionales del joven salmón rojo cambiaron en consecuencia. [30]Como tal, los investigadores concluyeron que la orientación del comportamiento de natación en el salmón rojo está influenciada por la información del campo magnético.

La investigación adicional sobre la magnetorrecepción en el salmón ha investigado el salmón Chinook ( Oncorhynchus tschawytscha). Para inducir una preferencia por el este-oeste magnético, un grupo de estos salmones se alojó en un tanque rectangular con agua que fluía de oeste a este durante dieciocho meses. [31] Este grupo también se alimentó exclusivamente en el extremo oeste del tanque durante este período. Al colocar estos mismos salmones en un tanque circular con flujo de agua simétrico, se observó una preferencia por alinear sus cuerpos con el este-oeste magnético como se esperaba. Sin embargo, cuando el campo magnético se rotó 90 °, el salmón cambió su orientación preferida al eje norte-sur. [31] A partir de estos resultados, los investigadores concluyeron que el salmón Chinook tiene la capacidad de utilizar la información del campo magnético en orientación direccional.

La magnetorrecepción está bien documentada en insectos, incluidas las abejas melíferas , las hormigas y las termitas . [32] En hormigas y abejas, esto se usa para orientarse y navegar en áreas alrededor de sus nidos y dentro de sus rutas migratorias. [33] Por ejemplo, mediante el uso de magnetorrecepción, la abeja sin aguijón brasileña Schwarziana quadripunctata es capaz de distinguir diferencias en altitud, ubicación y direccionalidad utilizando miles de partículas similares a pelos en sus antenas. [34]

En peces, anfibios y reptiles [ editar ]

Se ha informado de magnetorrecepción en la anguila europea , [35] mientras que los anfibios y reptiles, incluidas las salamandras , los sapos y las tortugas exhiben comportamientos de alineación con respecto al campo magnético de la Tierra.

Algunos de los primeros estudios de magnetorrecepción de anfibios se realizaron con salamandras de cueva ( Eurycea lucifuga ). Los investigadores alojaron grupos de salamandras de cueva en pasillos alineados con el norte-sur magnético o el este-oeste magnético. En las pruebas, el campo magnético se rotó experimentalmente 90 ° y las salamandras se colocaron en estructuras en forma de cruz (un corredor a lo largo del nuevo eje norte-sur, otro a lo largo del nuevo eje este-oeste). [36] Teniendo en cuenta que estas salamandras mostraron una preferencia significativa por los corredores de prueba que coincidían con la alineación magnética de sus corredores de vivienda, los investigadores concluyeron que las salamandras de cueva tienen la capacidad de detectar el campo magnético de la Tierra y tienen preferencia por el movimiento a lo largo de ejes magnéticos aprendidos.[36]

Investigaciones posteriores han examinado la magnetorrecepción en un entorno más natural. En circunstancias típicas, los tritones de manchas rojas ( Notophthalmus viridescens ) responden a aumentos drásticos en la temperatura del agua (que tienden a indicar un deterioro ambiental) orientándose hacia la costa y dirigiéndose hacia la tierra. [37] Sin embargo, cuando los campos magnéticos se alteran experimentalmente, este comportamiento se interrumpe y las orientaciones asumidas no logran dirigir a los tritones hacia la costa. [37] Además, el cambio de orientación corresponde al grado en que se desplaza el campo magnético. [37]En otras palabras, la inversión de los polos magnéticos (un cambio de 180 °) da como resultado la inversión de la orientación típica (un cambio de 180 °). Investigaciones posteriores han demostrado que los tritones de manchas rojas no solo utilizan la información magnética para orientarse hacia la costa, sino también para orientarse hacia las piscinas de su hogar. [38] En última instancia, parece que los tritones de manchas rojas dependen de la información sobre el campo magnético de la Tierra para la navegación dentro de su entorno, en particular cuando se orientan hacia la costa o hacia casa. [37]

De manera similar, los sapos europeos ( Bufo bufo ) y Natterjack ( Epidalea calamita) parecen depender, al menos algo, de información magnética para ciertos comportamientos de orientación. Se sabe que estas especies de anuros dependen de la visión y el olfato cuando se ubican y migran a los sitios de reproducción, pero parece que los campos magnéticos también pueden desempeñar un papel. Cuando son desplazados aleatoriamente de sus sitios de reproducción, estos sapos permanecen bien orientados y son capaces de navegar su camino de regreso, incluso cuando se desplazan más de 150 metros. [39] Sin embargo, cuando este desplazamiento se acompaña de la fijación experimental de pequeñas barras magnéticas, los sapos no logran reubicar los lugares de reproducción. [40]Considerando que la unión experimental de barras no magnetizadas de igual tamaño y peso no afecta la reubicación, parece que el magnetismo es responsable de la desorientación observada de estos sapos. [40] Por lo tanto, los investigadores han concluido que la orientación hacia los sitios de reproducción en estos anuros está influenciada por la información del campo magnético. [39]

La magnetorrecepción juega un papel en la conducción de las crías de tortuga boba hasta el mar

La mayoría de los estudios sobre magnetorrecepción en reptiles involucran tortugas. Algunos de los primeros apoyos para la magnetorrecepción en las tortugas se encontraron en Terrapene carolina , una especie de tortuga de caja . Después de enseñar con éxito a un grupo de estas tortugas de caja a nadar hacia el extremo este u oeste de un tanque experimental, la introducción de un imán fuerte en el tanque fue suficiente para interrumpir las rutas aprendidas. [41] Como tal, el aprendizaje de caminos orientados parece depender de una brújula magnética interna que poseen las tortugas de caja. Posterior descubrimiento de magnetita en la duramadre de tortugas marinaslas crías apoyaron esta conclusión, ya que la magnetita proporciona un medio por el cual se pueden percibir los campos magnéticos. [42]

Además, la orientación hacia el mar, un comportamiento que se observa comúnmente en las crías de varias especies de tortugas, puede depender, en parte, de la magnetorrecepción. En las tortugas boba y laúd , la reproducción se lleva a cabo en las playas y, después de la eclosión, las crías se arrastran rápidamente hacia el mar. Aunque las diferencias en la densidad de luz parecen impulsar este comportamiento, la alineación magnética también puede influir. Por ejemplo, las preferencias direccionales naturales de estas crías (que las llevan de las playas al mar) se invierten tras la inversión experimental de los polos magnéticos, lo que sugiere que el campo magnético de la Tierra sirve como referencia para una orientación adecuada. [43]

En palomas mensajeras [ editar ]

Las palomas mensajeras pueden utilizar campos magnéticos como parte de su complejo sistema de navegación . [44] William Keetonmostró que las palomas mensajeras desplazadas en el tiempo (aclimatadas en el laboratorio a una zona horaria diferente) no pueden orientarse correctamente en un día despejado y soleado; esto se atribuye a que las palomas desplazadas en el tiempo no pueden compensar con precisión el movimiento del sol durante el día. Por el contrario, las palomas desplazadas en el tiempo liberadas en días nublados navegan correctamente. Esto llevó a la hipótesis de que, en condiciones particulares, las palomas mensajeras dependen de campos magnéticos para orientarse. Experimentos adicionales con imanes colocados en el lomo de palomas mensajeras demostraron que la interrupción de la capacidad del ave para detectar el campo magnético de la Tierra conduce a una pérdida del comportamiento de orientación adecuado en condiciones nubladas. [45]Ha habido dos mecanismos implicados en la magnetorrecepción de la paloma mensajera: el mecanismo de par de radicales libres mediado visualmente y una brújula direccional o brújula de inclinación basada en magnetita. [46] Pruebas de comportamiento más recientes han demostrado que las palomas son capaces de detectar anomalías magnéticas de 186 microteslas (1,86 Gauss ). [47]

En una prueba de elección, se entrenó a las aves para saltar a una plataforma en un extremo de un túnel si no había campo magnético presente y para saltar a una plataforma en el otro extremo del túnel si había un campo magnético presente. En esta prueba, las aves fueron recompensadas con un premio de comida y castigadas con una penalización de tiempo. Las palomas mensajeras pudieron tomar la decisión correcta entre el 55% y el 65% del tiempo, lo cual es más alto de lo que se esperaría si las palomas simplemente estuvieran adivinando.

Durante mucho tiempo, el sistema trigémino fue la ubicación sugerida para un magnetorreceptor basado en magnetita en la paloma. Esto se basó en dos hallazgos: primero, se reportaron células que contienen magnetita en ubicaciones específicas en la parte superior del pico. [48] Estudios posteriores, sin embargo, revelaron que estas células eran macrófagos, no neuronas magnetosensibles. [49] [50] En segundo lugar, la detección del campo magnético de las palomas se deteriora al seccionar el nervio trigémino y al aplicar lidocaína , un anestésico, a la mucosa olfativa. [51] Sin embargo, el tratamiento con lidocaína podría producir efectos inespecíficos y no representar una interferencia directa con los posibles magnetorreceptores. [50]Por lo tanto, todavía se debate la participación del sistema trigémino. En la búsqueda de receptores de magnetita, se descubrió un gran organelo que contiene hierro (el cuticulosoma ) en el oído interno de las palomas. [52] [53] Este orgánulo podría representar parte de un sistema magnetosensible alternativo. En conjunto, el receptor responsable de la magnetosensibilidad en las palomas mensajeras sigue siendo incierto.

Aparte del receptor sensorial para la recepción magnética en las palomas mensajeras, se ha trabajado en regiones neuronales que posiblemente estén involucradas en el procesamiento de información magnética dentro del cerebro. Las áreas del cerebro que han mostrado aumentos en la actividad en respuesta a campos magnéticos con una fuerza de 50 o 150 microteslas son los núcleos vestibulares posteriores , el tálamo dorsal , el hipocampo y el hiperpalio visual . [54]

En gallinas domésticas [ editar ]

Las gallinas domésticas tienen depósitos de mineral de hierro en las dendritas sensoriales del pico superior y son capaces de magnetorrecepción. [55] [56] Debido a que las gallinas usan información direccional del campo magnético de la Tierra para orientarse en áreas relativamente pequeñas, esto plantea la posibilidad de que el recorte del pico (remoción de parte del pico, para reducir el picoteo perjudicial, que se realiza con frecuencia en el huevo) gallinas ponedoras) afecta la capacidad de las gallinas para orientarse en sistemas extensos o para entrar y salir de edificios en sistemas de corral. [57]

En mamíferos [ editar ]

Varios mamíferos, incluido el gran murciélago marrón ( Eptesicus fuscus ) pueden utilizar campos magnéticos para orientarse.

El trabajo con ratones , ratas topo y murciélagos ha demostrado que algunos mamíferos son capaces de magnetorrecepción. Cuando los ratones de madera son retirados de su área de origen y privados de señales visuales y olfativas, se orientan hacia sus hogares hasta que se aplica un campo magnético invertido a su jaula. [58]Sin embargo, cuando los mismos ratones tienen acceso a señales visuales, pueden orientarse hacia su casa a pesar de la presencia de campos magnéticos invertidos. Esto indica que cuando los ratones de madera se desplazan, utilizan campos magnéticos para orientarse si no hay otras señales disponibles. Sin embargo, los primeros estudios de estos sujetos fueron criticados debido a la dificultad de eliminar completamente las señales sensoriales y, en algunos casos, porque las pruebas se realizaron fuera del entorno natural. En otros, los resultados de estos experimentos no muestran de manera concluyente una respuesta a los campos magnéticos cuando se les priva de otras señales, porque el campo magnético fue cambiado artificialmente antes de la prueba en lugar de durante la misma. [59]Sin embargo, experimentos recientes confirmaron que los ratones de madera tienen un sentido magnético que probablemente se basa en un mecanismo de par de radicales. [60]

La rata topo de Zambia , un mamífero subterráneo, utiliza campos magnéticos como una brújula de polaridad para ayudar en la orientación de sus nidos. [59] En contraste con los ratones de madera, las ratas topo de Zambia no dependen de la magnetorrecepción basada en pares radicales, un resultado que se ha sugerido se debe a su estilo de vida subterráneo. Una mayor investigación de la magnetorrecepción de la rata topo llevó al hallazgo de que la exposición a campos magnéticos conduce a un aumento de la actividad neuronal dentro del colículo superior , medida por la expresión génica temprana inmediata. [61]El nivel de actividad de las neuronas dentro de dos niveles del colículo superior, la subcapa externa de la capa gris intermedia y la capa gris profunda, se elevaron de manera inespecífica cuando se expusieron a varios campos magnéticos. Sin embargo, dentro de la subcapa interna de la capa gris intermedia (InGi) había dos o tres grupos de células que respondían de una manera más específica. Cuanto más tiempo estuvieron expuestas las ratas topo a un campo magnético, mayor será la expresión génica temprana inmediata dentro del InGi. Sin embargo, si se colocaran ratas topo de Zambia en un campo con un campo magnético protegido, solo unas pocas células dispersas estaban activas. Por tanto, se ha propuesto que en los mamíferos, el colículo superior es una estructura neuronal importante en el procesamiento de la información magnética.

Los murciélagos también pueden utilizar campos magnéticos para orientarse. Si bien se sabe que los murciélagos usan la ecolocalización para navegar en distancias cortas, no está claro cómo navegan en distancias más largas. [62] Cuando Eptesicus fuscus son sacados de sus refugios y expuestos a campos magnéticos 90 grados en sentido horario o antihorario del norte magnético, se desorientan y se dirigen a sus hogares en la dirección equivocada. Por tanto, parece que Eptesicus fuscus es capaz de magnetorrecepción. Sin embargo, el uso exacto de campos magnéticos por Eptesicus fuscus no está claro ya que el campo magnético podría usarse como mapa, brújula o calibrador de brújula. Investigaciones recientes con otra especie de murciélago, Myotis myotis, apoya la hipótesis de que los murciélagos utilizan campos magnéticos como calibrador de la brújula y su brújula principal es el sol. [63]

Los zorros rojos ( Vulpes vulpes ) pueden usar magnetorrecepción cuando se alimentan de pequeños roedores. Cuando los zorros realizan sus saltos de altura sobre presas pequeñas como ratones y topillos, tienden a saltar en la dirección de la brújula noreste. Además, los ataques exitosos están "fuertemente agrupados" hacia el norte. [64] Un estudio ha encontrado que cuando los perros domésticos ( Canis lupus familiaris ) están sin correa y el campo magnético de la Tierra está en calma, prefieren orinar y defecar con sus cuerpos alineados en un eje norte-sur. [sesenta y cinco]

También hay evidencia de magnetorrecepción en grandes mamíferos. El ganado en reposo y en pastoreo, así como el corzo ( Capreolus capreolus ) y el ciervo rojo ( Cervus elaphus ) tienden a alinear sus ejes corporales en la dirección geomagnética norte-sur. [66]Debido a que el viento, la luz del sol y la pendiente podrían excluirse como factores ubicuos comunes en este estudio, la alineación hacia el vector del campo magnético proporcionó la explicación más probable para el comportamiento observado. Sin embargo, debido a la naturaleza descriptiva de este estudio, no se pudieron excluir explicaciones alternativas (por ejemplo, la brújula solar). En un estudio de seguimiento, los investigadores analizaron las orientaciones corporales de los rumiantes en localidades donde el campo geomagnético es perturbado por líneas eléctricas de alto voltaje para determinar cómo la variación local en los campos magnéticos puede afectar el comportamiento de orientación. Esto se hizo utilizando imágenes satelitales y aéreas de rebaños de ganado y observaciones de campo de corzos en pastoreo. La orientación corporal de ambas especies fue aleatoria en pastizales debajo o cerca de líneas eléctricas. Es más,el ganado expuesto a varios campos magnéticos directamente debajo o en las proximidades de las líneas eléctricas que tienden en varias direcciones magnéticas exhibió distintos patrones de alineación. El efecto perturbador de las líneas eléctricas sobre la alineación del cuerpo disminuyó con la distancia a los conductores.[67] En 2011, un grupo deinvestigadores checos , sin embargo, informó de su intento fallido de replicar el hallazgo utilizando diferentesimágenes de Google Earth . [68]

"No se cree que los humanos tengan un sentido magnético", pero los humanos tienen un criptocromo (una flavoproteína, CRY2) en la retina que tiene una magnetosensibilidad dependiente de la luz. CRY2 "tiene la capacidad molecular para funcionar como un magnetosensor sensible a la luz", por lo que se pensó (2011) que el área estaba lista para estudios posteriores. [2] Un estudio de 2019 encontró que los campos magnéticos afectan las ondas cerebrales alfa humanas, pero no se sabe si esto da como resultado algún cambio en el comportamiento. [69]

Problemas [ editar ]

A pesar de más de 50 años de investigación, aún no se ha identificado un receptor sensorial en animales para la magnetorrecepción. [70] Es posible que todo el sistema receptor pueda caber en un cubo de un milímetro y tener un contenido magnético de menos de una ppm. Como tal, incluso discernir las partes del cerebro donde se procesa la información presenta un desafío. [71]

Las pistas más prometedoras (criptocromos, sistemas basados ​​en hierro, inducción electromagnética) tienen sus pros y sus contras. Se han observado criptocromos en varios organismos, incluidos pájaros y seres humanos, pero no responde a la cuestión de la navegación nocturna. También se han observado sistemas basados ​​en hierro en aves y, si se prueban, podrían formar una base magnetorreceptiva para muchas especies, incluidas las tortugas. La inducción electromagnética no se ha observado ni probado en animales no acuáticos. Además, es probable que dos o más mecanismos complementarios desempeñen un papel en la detección del campo magnético en animales. Por supuesto, esta posible teoría del mecanismo dual plantea la pregunta de hasta qué punto cada método es responsable del estímulo y cómo producen una señal en respuesta al bajo campo magnético de la Tierra. [17]

Luego está la distinción del uso magnético. Algunas especies solo pueden sentir una brújula magnética para encontrar el norte y el sur, mientras que otras solo pueden discernir entre el ecuador y el polo. Aunque la capacidad de detectar la dirección es importante en la navegación migratoria, muchos animales también tienen la capacidad de detectar pequeñas fluctuaciones en el campo magnético terrestre para calcular mapas de coordenadas con una resolución de unos pocos kilómetros o mejor. [72]Para un mapa magnético, el sistema receptor tendría que poder discernir pequeñas diferencias en el campo magnético circundante para desarrollar un mapa magnético suficientemente detallado. Esto no está descartado, ya que muchos animales tienen la capacidad de detectar pequeñas fluctuaciones en el campo magnético terrestre. Esto no está fuera de discusión desde el punto de vista biológico, pero aún no se ha explicado físicamente. Por ejemplo, se cree que aves como la paloma mensajera usan la magnetita en sus picos para detectar señales magnéticas y, por lo tanto, el sentido magnético que obtienen de esta vía es un mapa posible. [17] Sin embargo, también se ha sugerido que las palomas mensajeras y otras aves usan el receptor de criptocromo mediado visualmente como una brújula. [17]

Ver también [ editar ]

  • Magnetobiología
  • Biología cuántica § Magnetorecepción
  • Corrida de salmón

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b Wiltschko, FR y Wiltschko, W. (2012). "Capítulo 8 - Magnetorecepción". En Carlos López-Larrea (ed.). Sentir en la naturaleza . Avances en Medicina y Biología Experimental. 739 . Saltador. doi : 10.1007 / 978-1-4614-1704-0 . ISBN 978-1-4614-1703-3. S2CID  41131723 .
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Enlaces externos [ editar ]

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