Curruca - aves migratorias
Un macho de Curruca euroasiática en Lullington Heath, East Sussex, Inglaterra. Crédito: Ron Knight from Seaford, East Sussex, United Kingdom, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons (sin más cambio que una bajada de resolución).

Muchos pájaros cantores utilizan el campo magnético terrestre como guía durante sus migraciones, pero las ondas de radio interfieren con esta capacidad. Un nuevo estudio publicado ha encontrado un límite superior para la frecuencia que altera la brújula magnética de las aves migratorias.

Mientras que las ondas de radio emitidas por la radio y la televisión y la radio CB pueden alterar la brújula magnética de las aves migratorias, las utilizadas en las redes de comunicaciones móviles no lo hacen porque las frecuencias son demasiado altas para afectar a su sentido de orientación.

Este hallazgo también refuerza la teoría de los investigadores de que el sentido de la brújula magnética en estas aves migratorias se basa en un efecto mecánico cuántico

Este fue el hallazgo clave de un nuevo estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) por un equipo de investigadores dirigido por el profesor Dr. Henrik Mouritsen de la Universidad de Oldenburg y el profesor Dr. Peter Hore de la Universidad de Oxford (Reino Unido).

Este hallazgo también refuerza la teoría de los investigadores de que el sentido de la brújula magnética en estas aves se basa en un efecto mecánico cuántico (conocido como mecanismo de par radical) ubicado en sus ojos. Para este estudio, el equipo combinó experimentos de comportamiento con complejos cálculos de mecánica cuántica en un superordenador.

El electrosmog

Mouritsen, Hore y sus colegas de profesión ya habían demostrado en 2014 que el electrosmog (ruido electromagnético creado por el ser humano) en la banda de ondas de radio AM, como el generado por los electrodomésticos, perjudica la capacidad de las aves migratorias para utilizar el campo magnético de la Tierra para orientarse (conocido como magnetorrecepción).

Sostienen que este débil electrosmog, que es inofensivo para los humanos, afecta los complejos procesos físicos cuánticos en ciertas células de la retina de las aves migratorias, que les permiten navegar con la ayuda del campo magnético relativamente débil de la Tierra. Pero aún no está claro si el electrosmog también afecta a las aves que vuelan libremente, como las aves migratorias de larga distancia, cuyo número ha ido disminuyendo durante algún tiempo por razones desconocidas.

Orientación de la brújula magnética de las currucas euroasiáticas
Orientación de la brújula magnética de las currucas euroasiáticas. (A–D) Temporada migratoria de otoño de 2020 y 2021; (E–H) Temporada migratoria de primavera de 2022; (A y E) NMF: campo magnético normal de la Tierra en Oldenburg (A: N = 22; E: N = 12); (B y F) CMF: campo magnético girado 120° en sentido antihorario (B: N = 22; F: N = 13); (C) NMF-240: NMF con un campo de RF de 235 a 245 MHz (N = 20); (D) CMF-240: CMF con un campo de RF de 235 a 245 MHz (N = 22); (G) NMF-145: NMF con un campo de RF de 140 a 150 MHz (N = 11); (H) CMF-145: CMF con un campo de RF de 140 a 150 MHz (N = 12). Cada punto de color representa la dirección media de un ave individual redondeada a los 5° más cercanos. Las flechas muestran las orientaciones medias de todas las aves analizadas en cada condición, enmarcadas por los IC del 95% como líneas continuas (solo presentes en grupos significativamente orientados). Las longitudes de las flechas representan la dirección de los grupos en forma de sus valores de Rayleigh (valor r). Los círculos discontinuos indican los niveles umbral de P (del círculo interior al exterior: 0,05, 0,01, 0,001) de la prueba de Rayleigh para el tamaño de muestra correspondiente; una flecha que cruza un círculo discontinuo indica el nivel de orientación significativa. gN: Norte geográfico; mN: Norte magnético. Puntos amarillos: aves en la cohorte de otoño de 2020; puntos azules: aves en la cohorte de otoño de 2021; puntos rojos: aves en la cohorte de primavera de 2022. Los mismos individuos fueron evaluados en las cuatro condiciones de la respectiva temporada migratoria. En algunos casos, las aves individuales no realizaron suficientes pruebas activas y dirigidas en todas las condiciones, con el resultado de que los cuatro tamaños de muestra no son todos idénticos. Crédito: Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2023). DOI: 10.1073/pnas.2301153120

 

La proteína criptocromo 4

En el estudio actual, los investigadores examinaron más de cerca la conexión entre el mecanismo mecánico cuántico que, según ellos, constituye la base del sentido magnético de las aves migratorias y la alteración de este mecanismo por ondas de radio. Su objetivo era encontrar más pruebas de cómo funciona el sentido de la brújula magnética y así proporcionar una base para futuras investigaciones sobre los efectos perturbadores en el comportamiento migratorio de las aves.

Su interés se centró en la frecuencia límite por encima de la cual la navegación de las aves migratorias no se ve afectada, ya que determinar este valor permite sacar conclusiones sobre las propiedades del sensor magnético real en las aves. Su teoría es que este sensor es una proteína sensible a la luz llamada criptocromo 4 que posee las propiedades magnéticas necesarias.

Las currucas, sujetos de estudio

La predicción teórica inicial de los científicos era que la frecuencia de corte estaría entre 120 y 220 megahercios en el rango de frecuencia muy alta (VHF), por lo que el equipo realizó experimentos de comportamiento con currucas euroasiáticas utilizando diferentes bandas de frecuencia dentro de este rango. En un estudio publicado en 2022, los investigadores ya habían demostrado que las ondas de radio con una frecuencia de entre 75 y 85 megahercios interfieren con el sentido de la brújula magnética de estos pequeños pájaros cantores.

Estos experimentos demostraron que su brújula magnética dejaba de funcionar cuando estaban expuestos a estas frecuencias de radio, pero funcionaba correctamente sin exposición. Las currucas son migrantes de larga y media distancia que pueden cubrir largas distancias durante su migración anual.

Modelos que simulan procesos mecánico-cuánticos

En el estudio actual, un equipo dirigido por Mouritsen y Hore, así como por los dos autores principales, el biólogo Bo Leberecht y la química Siu Ying Wong, ambos de la Universidad de Oldenburg, realizaron experimentos con frecuencias entre 140 y 150 megahercios y entre 235 y 245 megahercios. Descubrieron que las ondas de radio en ambas bandas de frecuencia no afectaban el sentido de la brújula magnética de las aves, lo que confirmó las predicciones teóricas de los científicos.

Los investigadores también realizaron cálculos de modelos en los que simularon los procesos mecánico-cuánticos dentro de la proteína criptocromo. Basándose en estos cálculos, pudieron reducir aún más la frecuencia de corte, hasta 116 megahercios. Según las simulaciones, las ondas de radio por encima de esta frecuencia sólo tendrían un efecto débil sobre la orientación magnética de las aves. Esta predicción fue confirmada por los resultados de los experimentos.

Dos radicales que contienen flavina

«Nuestros experimentos, junto con predicciones teóricas detalladas, proporcionan pruebas sólidas de que el magnetorreceptor de la brújula en las aves migratorias se basa en un par de radicales que contienen flavina y no en un tipo de receptor completamente diferente, por ejemplo, uno basado en nanopartículas magnéticas«, explica Mouritsen.

Comprender mejor la magnetorrecepción es importante para mejorar la protección de las aves migratorias. Puede proporcionar información sobre cuestiones clave, como qué tipo de radiación electromagnética desvía a las aves de su curso y, por lo tanto, debería evitarse en áreas como reservas naturales donde las aves migratorias se detienen a descansar.

El objetivo: ayudar a estas aves en entornos protegidos

Mouritsen subraya que, mientras que las ondas de radio utilizadas en la radio y la radiodifusión televisiva o la radio CB desempeñan un papel decisivo en la perturbación de la magnetorrecepción, las redes de comunicaciones móviles no perjudican el sentido magnético de las aves: «Las frecuencias utilizadas aquí están todas por encima del umbral correspondiente«.

Esta investigación es resultado del Centro de Investigación Colaborativa (CRC) Magnetorrecepción y navegación en vertebrados: de la biofísica al cerebro y el comportamiento, del que Mouritsen es portavoz. El equipo internacional del CRC incluye investigadores de una amplia gama de disciplinas que incluyen neurobiología, física cuántica, bioquímica, modelado informático y biología del comportamiento.

Fuente: National Academy of Sciences (PNAS).

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Cofundador de Fantasymundo, director de las secciones de Libros y Ciencia. Lector incansable de ficción y ensayo, escribo con afán divulgador sobre temáticas relacionadas con el entretenimiento y la cultura cercanas a mis intereses.

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