El petirrojo europeo y otras aves saben dónde migrar al detectar la dirección del campo magnético de la Tierra. Los investigadores han atribuido recientemente esta capacidad a una reacción química que tiene lugar dentro del ojo y cuyo éxito depende de la dirección del campo. Sin embargo, Investigadores de la Universidad de Oxford informan el 3 de octubre en Revista biofísica que la forma actual de este "mecanismo de par de radicales" no es lo suficientemente sensible para explicar la interrupción de la brújula magnética aviar por ciertos campos magnéticos de radiofrecuencia, planteando nuevas preguntas sobre este popular ejemplo de biología cuántica.

En la mayoría de las condiciones de reacción con la mayoría de las moléculas, El campo magnético de la Tierra es demasiado débil, aproximadamente 200 veces más débil que el imán de un refrigerador, para tener algún impacto en la cantidad de productos producidos. Pero en circunstancias especiales de reacción, un estallido de energía, tal vez de una fuente de luz, crea dos radicales de corta duración:compuestos con un electrón desapareado cada uno. Estos intermedios de alta energía, y en consecuencia el resultado de la reacción, son bastante sensibles incluso a campos magnéticos débiles. En ojos de pájaro Se cree que los radicales adecuados se generan dentro del criptocromo, una proteína absorbente de luz que produce una molécula de señalización aún no identificada en una cantidad determinada por la dirección del campo, resultando en una brújula magnética aviar.

"El mecanismo de magnetorrecepción de pares de radicales sigue siendo solo una hipótesis, y podría decirse que la mejor evidencia que tenemos hasta ahora es el efecto de los campos magnéticos de radiofrecuencia dependientes del tiempo en la capacidad de las aves migratorias para detectar la dirección del campo magnético de la Tierra. "dice el autor principal Peter Hore, un químico biofísico de Oxford que se especializa en influencias magnéticas en reacciones químicas.

Los estudios experimentales de la disrupción de la brújula magnética aviar han utilizado en gran medida dos tipos diferentes de frecuencias de campo. Un enfoque implica un campo que oscila a una sola frecuencia, mientras que el otro utiliza ruido de banda ancha distribuido en un rango de frecuencias. Hasta la fecha, La evidencia experimental no ha podido ponerse de acuerdo sobre qué configuraciones realmente confunden la navegación aviar y en qué medida.

Frente al cuerpo conflictivo del trabajo experimental, los investigadores adoptaron un enfoque computacional del problema y diseñaron un nuevo método para simular los efectos del ruido de radio de banda ancha a lo largo de las rutas de las aves. Aplicaron este método y métodos análogos preexistentes para la radiación de frecuencia única a tres pares de radicales plausibles que podrían formarse dentro del criptocromo y responder a cambios en la intensidad magnética.

Aunque las simulaciones mostraron que condiciones de radiofrecuencia idénticas imponían diferentes patrones de sensibilidad de espín para los diferentes pares de radicales propuestos, los investigadores determinaron que la evidencia experimental actual es insuficiente para identificar un par de radicales responsables entre las opciones. "Incluso con suposiciones generosas sobre las propiedades de los radicales, predecimos pequeños efectos de estos campos de radiofrecuencia, y la conclusión principal a la que llegamos es que la comprensión actual del modelo de pares radicales no puede explicar ninguno de los resultados de comportamiento informados, "dice Hore.

Esta incapacidad para explicar el rendimiento experimental de la brújula magnética aviar plantea toda una serie de preguntas. Estos incluyen la validez general del mecanismo de par de radicales, si las aves podrían haber evolucionado para poder detectar cambios magnéticos diminutos y, por lo tanto, haberse vuelto susceptibles al ruido de radio producido por humanos como efecto secundario, o incluso si los campos electromagnéticos aplicados podrían estar afectando un comportamiento diferente, como la motivación, por completo.

"Es posible que simplemente estemos ladrando al árbol equivocado y que haya un mecanismo completamente diferente, "Dice Hore." Prefiero pensar que hay algún aspecto del mecanismo que nos falta por completo y que amplifica el efecto de los campos magnéticos dependientes del tiempo en los pares de radicales y los hace más sensibles a los cambios de lo que predicen nuestras simulaciones ".

Para ayudar a dilucidar el funcionamiento de la brújula de una vez por todas, los investigadores proponen una serie de condiciones experimentales inspiradas en casos que analizaron con sus métodos computacionales. En particular, identifican bandas de ruido de radiofrecuencia que aún no se han estudiado en experimentos de comportamiento y predicen que afectarían sustancialmente a radicales biológicamente plausibles específicos.

"Esos experimentos probablemente serán bastante desafiantes debido a los campos de alta frecuencia involucrados, pero su resultado debería finalmente decirnos si es un mecanismo de par de radicales o no, y si es que son los radicales, "Dice Hore.