El vals cuántico de las aves migratorias

La brújula interna que permite a ciertas aves recorrer enormes distancias entre sus zonas de cría e invernada parece basarse en una suerte de «baile» de espines electrónicos.

[KYLE BEAN]

En síntesis

Las aves migratorias son capaces de detectar el débil campo magnético de la Tierra y aprovecharlo para orientarse en sus largos viajes, una habilidad conocida como magnetorrecepción.

La brújula de las aves parece basarse en efectos cuánticos asociados al espín electrónico, que se manifiestan en ciertos fragmentos moleculares formados en la retina por vía fotoquímica.

Comprender el sistema interno de navegación de las aves podría servir para protegerlas de la actividad humana y aportar nuevas ideas de cara al desarrollo de sensores artificiales.

Imagine que es usted una joven aguja colipinta, un ave costera de gran tamaño, zanquilarga, de pico luengo e inquisitivo, nacida en la tundra de Alaska. A medida que se acortan los días y se aproxima el gélido invierno, siente el impulso de embarcarse en una de las migraciones más impresionantes del planeta: un vuelo transecuatorial de 12.000 kilómetros sin escalas, de al menos siete días y siete noches de duración, sobre el océano Pacífico y con destino a Nueva Zelanda. Un viaje a todo o nada. Cada año, decenas de miles de agujas colipintas consiguen completar el trayecto. Miles de millones de otras aves jóvenes, entre las que figuran currucas y papamoscas, charranes y andarríos, emprenden cada primavera migraciones igual de espectaculares y peligrosas, surcando con habilidad el cielo nocturno sin ninguna ayuda de los individuos más experimentados.

Desde hace siglos, las apariciones y desapariciones estacionales de las aves han desconcertado al ser humano. Aristóteles suponía que algunos pájaros, como las golondrinas, hibernaban durante los meses más fríos y que otros se transformaban en especies distintas: sugirió, por ejemplo, que los colirrojos se convertían en petirrojos para pasar el invierno. No ha sido hasta los últimos cien años cuando, gracias al anillamiento de aves, el seguimiento vía satélite y el auge de los estudios de campo, los investigadores han logrado relacionar las poblaciones de aves que invernan en una región y anidan en otra y demostrar que algunas cubren enormes distancias entre esos lugares [véase «El anillamiento científico de las aves», por Arantza Leal Nebot; investigación y ciencia, julio de 2021]. Resulta sorprendente que a menudo repitan las mismas rutas año tras año y que incluso los trotamundos más jóvenes sepan adónde ir. ¿Cómo hallan el camino?

Las aves migratorias usan las señales celestes para navegar, igual que los marineros de antaño se guiaban por el sol y las estrellas. Pero, a diferencia de los seres humanos, los pájaros también detectan el campo magnético generado por el núcleo fundido de la Tierra y lo aprovechan para establecer su posición y dirección. A pesar de que la recepción magnética (o «magnetorrecepción») de las aves lleva estudiándose más de 50 años, aún no hemos averiguado con exactitud cómo procesan esa información para mantener el rumbo. No obstante, estamos haciendo progresos para esclarecer el pertinaz enigma. Los indicios experimentales sugieren un fenómeno extraordinario: la brújula de las aves se basa en sutiles efectos cuánticos que se manifiestan en ciertos fragmentos moleculares efímeros, conocidos como pares radicales, que se forman en los ojos por vía fotoquímica. Es decir, las criaturas parecen ser capaces de «ver» las líneas del campo magnético terrestre y usar esa información para trazar una ruta entre sus zonas de cría e invernada.

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