Investigadores británicos y alemanes han demostrado por primera vez en el laboratorio la sensibilidad magnética de una proteína de los ojos de las aves migratorias que, al desencadenar efectos cuánticos, podría ayudarlas a orientarse utilizando el campo magnético de la Tierra.
agenciasinc.es/Una proteína del ojo del petirrojo protagoniza este estudio sobre la brújula magnética de las aves migratorias/Corinna Langebrake y Ilia Solov’yov.
Los seres humanos percibimos el mundo que nos rodea con cinco sentidos: vista, oído, gusto, tacto y olfato; pero otros animales, como las aves migratorias, también pueden ‘sentir’ el campo magnético de la Tierra.
Desde hace tiempo un grupo de biólogos, químicos y físicos de las universidades de Oxford (Reino Unido) y Oldenburgo (Alemania) vienen acumulando pruebas de que el sentido magnético de las aves migratorias nocturnas, como el petirrojo europeo (Erithacus rubecula), se basa en los criptocromos, un tipo de proteína del ojo sensible a la luz.
Ahora el mismo equipo presenta en la revista Nature un estudio donde demuestra que una de estas proteínas fotorreceptoras localizada en la retina de las aves, el criptocromo 4 (CRY4), es sensible a los campos magnéticos, así que bien podría ser el tan buscado sensor magnético de estos animales.
Además, han descubierto que el CRY4 de los petirrojos es más sensible al magnetismo que el de las gallinas y las palomas no migratorias, lo que apoya aún más su papel como sensor magnético.
El grupo del profesor Henrik Mouritsen, en Oldenburgo, primero consiguió extraer el código genético del criptocromo 4 en estos pequeños pájaros cantores y, a continuación, produjo la proteína en grandes cantidades mediante cultivos celulares bacterianos de E. coli.
Después, investigadores del departamento de Química de la Universidad de Oxford aplicaron una novedosa gama de técnicas de resonancia magnética y ópticas para estudiar esta proteína, demostrando así su marcada sensibilidad a los campos magnéticos.
Los autores también arrojan luz sobre el mecanismo por el que surge esta sensibilidad, basado en reacciones de transferencia de electrones desencadenadas por la absorción de luz azul. Las proteínas como el criptocromo están formadas por cadenas de aminoácidos. En concreto, el criptocromo 4 del petirrojo tiene 527.
Mecánica cuántica en acción
El químico Peter Hore de Oxford y el físico Ilia Solov'yov de Oldenburgo realizaron cálculos de mecánica cuántica que apoyan la idea de que cuatro de los 527 aminoácidos –de un tipo conocido como triptófanos– son esenciales para las propiedades magnéticas de la molécula. Según sus cálculos, los electrones saltan de un triptófano a otro generando los llamados pares de radicales, que son magnéticamente sensibles.
Para comprobarlo experimentalmente, el equipo alemán produjo versiones ligeramente modificadas del criptocromo del petirrojo, en las que cada uno de los triptófanos se sustituyó por un aminoácido diferente para bloquear el movimiento de los electrones.
Por su parte, utilizando las proteínas modificadas, los grupos de Oxford pudieron dilucidar el papel de los diferentes pares de radicales en los efectos observados del campo magnético.
Información:
How quantum mechanics help birds find their way
Some birds can sense Earth's magnetic field, using it to navigate. But precisely how they do this has long remained a mystery. Now, researchers have confirmed that a protein found in bird eyes displays a quantum mechanical phenomenon which makes it sensitive to magnetic fields. The researchers suggest this mechanism could be behind birds’ magnetoreception abilities.
Así se ha descubierto que CRY4 tiene las propiedades magnéticas potenciales necesarias para actuar como brújula magnética. La proteína presenta una reacción química impulsada por la luz que desencadena efectos cuánticos que podrían amplificar las señales magnéticas.
Respecto al hecho de que los petirrojos y otras aves migren de noche cuando no hay luz solar, explica Hore a SINC: “La noche nunca es totalmente oscura. Si lo fuera, las aves no podrían ver y no volarían. Todavía no podemos decir con certeza si el mecanismo de los criptocromos es lo suficientemente sensible como para funcionar en las condiciones de poca luz de la noche. Lo que sí sabemos es que las aves vuelan normalmente por encima del nivel de las nubes y, por tanto, deberían tener siempre acceso a la luz de las estrellas”.
Por su parte, Mouritsen destaca: "Creemos que estos resultados son muy importantes porque demuestran, por primera vez, que una molécula del aparato visual de un ave migratoria es sensible a los campos magnéticos". Pero esto no es, subraya el equipo, una prueba definitiva de que el criptocromo 4 sea el sensor magnético.
Futuros experimentos in vivo
De momento, en todos los experimentos los investigadores han examinado proteínas aisladas en el laboratorio y aplicado campos magnéticos más fuertes que el de la Tierra. "Por tanto, todavía hay que demostrar que esto ocurre en los ojos de las aves.", advierte Mouritsen, y, de momento, estos estudios no son técnicamente posibles.
Sin embargo, los autores creen que las proteínas implicadas podrían ser mucho más sensibles en su entorno nativo. En las células de la retina, las proteínas están probablemente fijas y alineadas, lo que aumenta su sensibilidad a la dirección del campo magnético. Además, es probable que también estén asociadas a otras que podrían amplificar las señales sensoriales.
Hore apunta los siguientes pasos: “Experimentos de criptocromos con estas socias de interacción en un intento de estudiar condiciones más parecidas a in vivo, mediciones de los efectos del campo magnético en proteínas orientadas para investigar su funcionamiento como sensores de dirección y desarrollo de técnicas capaces de medir la actividad de los criptocromos en las células fotorreceptoras in vivo”.
"Si podemos probar que el criptocromo 4 es el sensor magnético, habremos demostrado un mecanismo fundamentalmente cuántico que hace que los animales sean sensibles a estímulos ambientales un millón de veces más débiles de lo que se creía posible.", concluye el químico de Oxford.
Referencia:
Jingjing Xu et al. “Magnetic sensitivity of cryptochrome 4 from a migratory songbird”. Nature, 2021.
Petirrojo (Erithacus rubecula). Es un pájaro insectívoro popular y fácilmente reconocible; se distingue por la llamativa mancha anaranjada en el pecho, la garganta y la cara. Es muy común en invierno en casi cualquier ambiente, incluyendo parques y jardines; pero en primavera prefiere para criar parajes frescos. Es un pájaro territorial, tanto en invierno como en verano.
Canto: Emite insistentemente un reclamo seco (tac), que repite con frecuencia irregular: tac-tac…, tac-tac-tac. El canto es más elaborado y melodioso. Reclama y canta a lo largo de todo el día, pero especialmente por la mañana muy temprano, incluso antes del amanecer.
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Los resultados de un reciente estudio demuestran que la brújula magnética de los petirrojos falla por completo cuando estas aves estén expuestas a las interferencias electromagnéticas de las ondas de radio AM utilizadas en la comunicación electrónica.
El estudio fue desarrollado durante siete años por nueve científicos de la Universidad Oldenburg, Alemania, en colaboración con Peter J. Hore de la Universidad de Oxford, y sugiere que esta circunstancia sucede incluso si estas señales se encuentran solo una milésima por debajo del valor límite definido por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como inofensivo.
Hasta ahora, se pensaba que por debajo de ese valor umbral, la contaminación electromagnética no tenía impacto en los procesos biológicos. Considerando la importancia potencial del hallazgo, uno de los autores de la investigación, Henrik Mouritsen y su equipo llevaron a cabo un gran número de experimentos para obtener más pruebas del efecto observado.
Los resultados obtenidos demuestran que en cuanto se detiene la interferencia electromagnética, la capacidad de orientación magnética de las aves se recuperó. Si la situación era la contraria, se volvía a introducir dicha interferencia, las aves perdían de nuevo su capacidad orientativa.
En nuestros experimentos, indicaba Mouritsen, hemos podido documentar un efecto claro y reproducible de los campos electromagnéticos de origen humano en un vertebrado. Esta interferencia no se deriva de las líneas eléctricas o de las redes de telefonía móvil. En realidad, dicha interferencia la producirían los dispositivos electrónicos, principalmente.
Los efectos de los campos electromagnéticos de estos aparatos, según indicaba Mouritsen, aunque son débiles son notables, pues "interrumpen el funcionamiento del sistema sensorial completo de un vertebrado superior sano". Los resultados del estudio han sido publicados en la revista Nature.
J.M. Álvarez Serrano/Cuando los días se acortan y aparecen los primeros fríos, pequeñas hordas de diminutos pajarillos vienen a nuestros campos en busca de un sustento más seguro y un clima más benigno que el de sus lugares de origen. Adornan entonces con su presencia y sus cantos nuestros montes, bosques y jardines. Se trata del variado grupo de las aves insectívoras.
Aunque, por supuesto no todas las insectívoras son invernantes, vamos a dar a conocer en imágenes las más comunes en nuestros campos, bosques y jardines que nos acompañan fundamentalmente en invierno aunque algunas de ellas, se quedan con nosotros en áreas de cría, y otras vuelven a sus zonas de reproducción, generalmente al norte de Europa.
Para ayudarles durante el tiempo de invernada que permanecen con nosotros, es importante la instalación de comederos que, bien instalados en lugares estratégicos o en nuestros jardines e incluso en las ventanas de nuestras casas, ayudan a su alimentación hasta su partida. Vamos a observar a través de estas fotos precisamente su constantes idas y venidas a los comederos para captar estos bellos momentos en imágenes.
El Día Mundial de las Aves Migratorias (DMAM) es una campaña anual de sensibilización que recalca la necesidad de la conservación de las aves migratorias y sus hábitats. Resalta las amenazas a las que se enfrentan las aves migratorias, la importancia ecológica de las aves (a menudo se alimentan de insectos parásitos de nuestras cosechas vegetales) y la necesidad de cooperación internacional para preservar la vida salvaje.
Lanzado en el año 2006, el Día Mundial de las Aves Migratorias (WMBD) es una campaña de sensibilización. Coordinada por ONU Enviroment, que se celebra anualmente. Se tiene como objetivo inspirar la conservación de las aves migratorias y sus hábitats en todo el mundo.
catastrofesmundiales.com/El plástico está matando a las aves migratorias del mundo. ¿Sabías que más de 1 millón de aves marinas mueren cada año como consecuencia de la contaminación con plásticos? ¿Y que se estima que para el año 2050 el 99% de las aves marinas (sobrevivientes) tendrán plástico en su organismo?
Desde el año 2018, el Día Mundial de las Aves Migratorias unió dos de las campañas más grandes del mundo para la sensibilización y la educación acerca de las aves: el Día Internacional de las Aves Migratorias y el Día Mundial de las Aves Migratorias; el primero de ellos dirigido por Environment for the Americas (EFTA), y el segundo por el Acuerdo sobre la conservación de las aves acuáticas migratorias de África y Eurasia (AEWA) y la Convención sobre la Conservación de las Especies Migratorias de Animales Silvestres (CMS). A través de una nueva asociación que une sus esfuerzos de manera formal, las tres organizaciones tienen como objetivo colaborar para aumentar la sensibilidad acerca de la situación penosa en la que se encuentran las aves migratorias en todo el mundo y resaltar la necesidad urgente de su conservación. A partir de 2018, la nueva campaña conjunta adopta el nombre único de “Día Mundial de las Aves Migratorias”.
Día Mundial de las Aves Migratorias 2019
Protege las aves: haz algo práctico contra la contaminación por plásticos, dias 11 de mayo y 12 de octubre de 2019.
¿Cómo afecta el plástico al medio ambiente?
Cada año se producen toneladas de plástico. Pero los artículos que se usan durante un minuto tardan de 20 a 500 años en descomponerse. Los desechos llegan a los ecosistemas a través de las fuerzas de la Naturaleza y la negligencia humana, lo que supone una grave amenaza para las especies migratorias en todo el mundo. Cuando se descompone en partículas pequeñas por medio del agua, la luz solar y el viento, el plástico provoca casos letales de ingesta. Las piezas más grandes quedan enredadas en los animales y a menudo se confunden con alimento. Constantemente se encuentran polluelos sin vida con el estómago lleno de plástico.
Ingesta
Los plásticos de un solo uso, como las bolsas, las pajitas y las botellas que flotan en la superficie cubiertos de algas, pueden confundirse fácilmente con presas tanto por su forma como por su olor. Las partículas de plástico afiladas causan una muerte inmediata al perforar los órganos internos. Las sustancias químicas tóxicas que cubren los plásticos son una amenaza adicional.
Enredo
Los aparejos de pesca abandonados son una de las causas más comunes que ocasionan el fenómeno llamado «pesca fantasma». Las aves atrapadas acaban heridas y contrayendo infecciones o ahogándose. A menudo la capacidad de movimiento de las aves atrapadas se ve limitada y se convierten en una presa fácil para otros animales.
El Día Mundial de las Aves Migratorias presenta una temática destinada a concienciar sobre los problemas que afectan a las aves migratorias y a impulsar a personas y organizaciones de todo el mundo para que adopten medidas para su conservación.
El lema de este año: “Protege las aves: haz algo práctico contra la contaminación por plásticos.”, centrará la atención en el impacto negativo de la contaminación por plástico de procedencia humana para las aves migratorias y sus hábitats normales.
