Dos científicos de la Universidad de Tokio afirman haber observado por primera vez en laboratorio cómo campos magnéticos pueden influir en las células de algunos animales, ayudándoles a navegar por el planeta.
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Se sabe que muchos animales, incluidas las aves migratorias, son capaces de detectar los campos magnéticos de la Tierra, lo que se conoce como magnetorrecepción y les ayuda a navegar grandes distancias. Sin embargo, hasta ahora no se comprendía exactamente cómo funciona este mecanismo.
Experimento
La principal hipótesis implica reacciones químicas inducidas en las células a través de lo que se llama el mecanismo de par de radicales. Según explica un comunicado publicado por la Universidad de Tokio, cuando ciertas moléculas son excitadas por la luz, un electrón puede saltar de una a otra y crear dos moléculas con electrones simples, conocido como par de radicales.
Investigadores han observado por primera vez cómo campos magnéticos pueden influir en células vivas (y podría explicar cómo navegan algunos animales) pic.twitter.com/WqkM52Gopa
— RT en Español (@ActualidadRT) January 8, 2021
Si los electrones en esas moléculas tienen estados de espín coincidentes, sus reacciones químicas son más lentas, y si son opuestos, las reacciones ocurren más rápido. Los campos magnéticos pueden influir en los estados de espín de los electrones y, por tanto, influir directamente en las reacciones químicas que involucran pares de radicales.
Se cree que en las células vivas de animales con magnetorrecepción, las proteínas llamadas criptocromos son las moléculas que experimentan este mecanismo de par de radicales.
En su experimento, el profesor Jonathan Woodward y el estudiante de doctorado Noboru Ikeya trabajaron con células HeLa, células de cáncer de cuello uterino humano que se utilizan comúnmente en los laboratorios. Concretamente, se centraron ??en sus moléculas de flavina, una subunidad de criptocromos que emiten fluorescencia bajo luz azul.
The mystery of how animals navigate using Earth's magnetic field is now closer to being solved. Scientists recorded live cells responding to a magnetic field in the lab. https://t.co/HO4WtRpHzd#UTokyoResearch #magnetoreception #AnimalMigration Published in @PNASNews pic.twitter.com/NDConTSkOs
— UTokyo | ???? (@UTokyo_News_en) January 6, 2021
El equipo primero irradió las células con luz azul para que emitieran fluorescencia, y luego las expuso a un campo magnético cada cuatro segundos y midió los cambios en la intensidad del brillo. El análisis mostró que cada vez que el campo magnético pasó sobre las células, su fluorescencia se redujo en aproximadamente un 3,5 %.
Los investigadores sospechan que la luz azul excita las moléculas de flavina para que generen pares de radicales, mientras que la presencia de un campo magnético provocó que más pares radicales tengan los mismos estados de espín de electrones, ralentizando sus reacciones químicas y atenuando la fluorescencia.
Implicaciones
"No hemos modificado ni agregado nada a estas células. Creemos que tenemos pruebas extremadamente sólidas de que hemos observado un proceso puramente mecánico cuántico que afecta a la actividad química a nivel celular", comentó Woodward.
