Cada año, miles de millones de aves de todo el planeta emprenden uno de los viajes más asombrosos de la naturaleza: desde pequeños gorriones hasta gansos gigantes, todos vuelan miles de kilómetros, cruzando continentes y océanos sin perderse jamás.
Entre ellos, muchos pájaros jóvenes que nunca han realizado ninguna migración todavía pueden encontrar el camino a sus zonas de invernada con una precisión asombrosa.
La proteína mágica en los ojos de los pájaros
Los científicos llevan décadas intentando resolver este misterio. Saben que las aves utilizan numerosas señales ambientales, como el sol, las estrellas, puntos de referencia familiares y, sobre todo, el campo magnético terrestre, para orientarse.
Pero la cuestión de cómo las aves pueden percibir este campo magnético invisible sigue siendo un gran misterio. La respuesta, según una nueva investigación, podría residir en un lugar inesperado: una proteína especial llamada criptocromo, o CRY4 para abreviar, presente en las retinas de las aves migratorias.
A diferencia de una brújula normal con una aguja que apunta en la dirección correcta, esta proteína funciona mediante un mecanismo completamente diferente y mucho más complejo.
Cuando la luz azul incide en el ojo de un pájaro, activa la proteína CRY4 y desencadena una cadena única de reacciones químicas. Este proceso crea lo que los científicos llaman "pares de radicales libres": dos moléculas con electrones desapareados.
Estos electrones solitarios actúan como pequeños imanes gracias a una propiedad cuántica llamada espín.
Los petirrojos europeos realizan arduas migraciones intercontinentales para evitar los crudos inviernos. Para orientarse, estas aves y muchas otras pueden usar el entrelazamiento cuántico para "leer" el campo magnético terrestre (Foto: Pbs).
Curiosamente, estos dos electrones no existen independientemente, sino que están vinculados entre sí a través de un extraño fenómeno cuántico llamado “entrelazamiento cuántico”, el mismo fenómeno que el físico Albert Einstein una vez llamó “acción fantasmal a distancia”.
Cuando dos partículas están entrelazadas, el estado de una partícula afectará instantáneamente a la otra, independientemente de la distancia entre ellas.
“Ver” lo invisible
Según las hipótesis actuales, el campo magnético de la Tierra puede afectar el estado cuántico de estos pares de electrones “enredados”.
Los cambios en el estado cuántico se convierten entonces en señales biológicas que el cerebro del ave puede comprender. En otras palabras, las aves pueden realmente "ver" el campo magnético como patrones o sombras superpuestas a su campo de visión normal.
Imagínate que llevas unas gafas especiales que te permiten ver las líneas invisibles del campo magnético alrededor de la Tierra. Para las aves, estas líneas pueden aparecer como rayas oscuras y claras, lo que les ayuda a determinar el norte y el sur y a localizar con precisión su posición en el planeta.
Evidencia del laboratorio
En 2021, científicos de la Universidad de Tokio observaron directamente esta reacción cuántica en el laboratorio por primera vez.
Utilizando un microscopio especial extremadamente sensible a la luz tenue, observaron cómo las células humanas que contienen criptocromo responden a los campos magnéticos.
Los resultados mostraron que cada vez que se barría el campo magnético, la luminiscencia de la célula disminuía aproximadamente un 3,5%, lo suficiente para demostrar una respuesta directa.
Detector de partículas gigante puede capturar interacciones a nivel subatómico (Foto: Tokio).
Otro estudio publicado en la revista Nature en junio de 2021 proporcionó evidencia aún más contundente.
Los investigadores aislaron la proteína CRY4 de los ojos de petirrojos europeos y demostraron que, efectivamente, es sensible a los campos magnéticos en condiciones de laboratorio. Esta es la primera vez que los científicos demuestran que una proteína criptocroma de las aves tiene la capacidad de detectar campos magnéticos.
Sensibilidad asombrosa
Lo que más sorprendió a los científicos fue la extraordinaria sensibilidad del sistema. Los experimentos demostraron que los petirrojos europeos podían ver alterada su orientación por campos magnéticos artificiales hasta 3.000 veces más débiles que los de la Tierra.
Es un nivel de sensibilidad casi inimaginable, el equivalente a poder sentir una mota de polvo cayendo en una habitación llena de tormenta.
Esta sensibilidad sólo puede explicarse si el sistema de pares de radicales libres mantiene su estado de “entrelazamiento cuántico” durante un período de tiempo “bastante largo”: unos 100 microsegundos.
Aunque este número puede parecer increíblemente corto (sólo una diezmilésima de segundo), en el mundo cuántico es una cantidad de tiempo increíble.
Incluso en condiciones ideales de laboratorio, con fuertes vacíos o temperaturas extremadamente bajas, los científicos sólo pueden mantener el entrelazamiento cuántico artificial durante unos pocos nanosegundos.
Desafiando los conceptos tradicionales
Este descubrimiento desafía la noción tradicional de la frontera entre la física cuántica y la biología.
Durante décadas, los científicos creyeron que los efectos cuánticos eran demasiado frágiles y se alteraban fácilmente para sobrevivir en el entorno cálido, ruidoso y caótico de los sistemas biológicos.
Sin embargo, parece que la naturaleza ha encontrado una manera de explotar los principios físicos más sutiles para servir a la vida.
“Parece que la naturaleza ha encontrado la manera de que los estados cuánticos duren mucho más de lo esperado; y mucho más de lo que podemos lograr en el laboratorio. Nadie creía que fuera posible”, afirmó Erik Gauger, científico cuántico de la Universidad Heriot-Watt.
No sólo pájaros
Aunque el estudio se centró en las aves, la capacidad de detectar campos magnéticos puede no limitarse a las especies aladas.
Otros animales, como las tortugas marinas, las abejas y posiblemente incluso los perros, podrían utilizar mecanismos similares. Algunos estudios incluso sugieren que los humanos tenemos proteínas criptocromo en los ojos, aunque nuestra capacidad para percibir campos magnéticos, si es que la tenemos, probablemente se haya reducido considerablemente a lo largo de la evolución.
De hecho, cuando los investigadores colocaron a personas en habitaciones oscuras y cambiaron el campo magnético circundante, algunas personas informaron haber visto pequeños cambios en su visión.
Sin embargo, estos informes siguen siendo controvertidos y se necesita más investigación para confirmarlos.
Significado más amplio
El descubrimiento de la navegación cuántica en las aves es más que una simple historia interesante de la naturaleza. Abre las puertas a un campo completamente nuevo llamado biología cuántica, una rama de la ciencia que estudia el papel de la mecánica cuántica en los procesos vitales.
Si los sistemas biológicos pueden aprovechar de forma fiable los efectos cuánticos, esto podría revolucionar nuestra comprensión de la vida. Otros procesos biológicos, como la fotosíntesis, el olfato y quizás incluso la consciencia, también podrían involucrar la mecánica cuántica en formas que aún no hemos explorado a fondo.
Comprender cómo las aves utilizan la mecánica cuántica para navegar podría conducir a avances tecnológicos.
Los científicos investigan la posibilidad de desarrollar sensores magnéticos ultrasensibles basados en el mismo principio. Estos dispositivos podrían tener aplicaciones en diversas áreas, desde la medicina (como la detección temprana de anomalías en el cuerpo) hasta la geología (prospección minera) e incluso la computación cuántica.
Además, este estudio también enfatiza la importancia de proteger el medio ambiente natural. La contaminación lumínica de las ciudades y las ondas electromagnéticas de los dispositivos electrónicos pueden perturbar la delicada brújula cuántica de las aves, afectando su capacidad para migrar y sobrevivir.
La historia aún no ha terminado
A pesar de los avances significativos, aún quedan muchas preguntas sin respuesta. ¿Cómo convierte exactamente el cerebro de las aves la información cuántica en decisiones de navegación?
¿Por qué algunas aves son mejores en esto que otras? ¿Existen otros mecanismos cuánticos en funcionamiento en el mundo biológico que aún desconocemos?
Cada respuesta plantea nuevas preguntas, pero una cosa es segura: la línea entre la física cuántica y la biología se difumina cada vez más. Las diminutas aves que surcan el cielo no solo realizan una migración rutinaria, sino que también son portadoras de uno de los secretos más profundos del universo.
La historia de la navegación cuántica en las aves nos recuerda que el mundo que nos rodea es mucho más complejo y maravilloso de lo que parece. Mientras aún lidiamos con los conceptos abstractos de la mecánica cuántica en los libros de texto, la naturaleza ha estado utilizando estos principios silenciosamente durante millones de años.
Esto nos hace repensar la naturaleza de la realidad. Si un pequeño petirrojo puede aprovechar el entrelazamiento cuántico para encontrar el camino a casa, ¿cuántos otros secretos cuánticos se esconden en el mundo natural?
Tal vez el mundo cuántico no sea un reino extraño que sólo existe en los laboratorios, sino que sea la base invisible de la vida cotidiana, desde el vuelo de un pájaro hasta quizás incluso los pensamientos de la mente humana.
Cuando mires al cielo y veas bandadas de aves migratorias, recuerda que no solo están volando: están navegando utilizando uno de los mecanismos más sofisticados conocidos por la ciencia, que convierte los principios cuánticos abstractos en una herramienta práctica de supervivencia.
Es un testimonio de la maravilla de la evolución y un recordatorio de que la naturaleza aún guarda muchos misterios que los humanos necesitan seguir aprendiendo para obtener una comprensión más completa y precisa de cómo funciona el universo.
Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khi-loai-chim-nhin-thay-tu-truong-trai-dat-bi-an-luong-tu-trong-tu-nhien-20250715124733875.htm
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