Una proteína descubierta en los ojos de las aves es la que les permite literalmente ver los campos magnéticos de la Tierra y orientarse en vuelo, según dos nuevos estudios científicos.
La proteína descubierta en los ojos se llama Cry4 y forma parte de un grupo de proteínas llamadas criptocromos, una clase de fotorreceptores de luz azul de plantas y animales que desempeñan un papel fundamental en la regulación de los ritmos circadianos (oscilaciones de las variables biológicas en intervalos regulares de tiempo).
En los últimos años, diversos estudios ya han señalado que estos criptocromos en los ojos de los pájaros son los responsables de su capacidad de orientarse detectando los campos magnéticos terrestres, un sentido natural llamado magnetorrecepción.
Ya se sabe que los pájaros sólo pueden detectar los campos magnéticos si determinadas longitudes de ondas de luz están visibles. Estudios anteriores han establecido que la magnetorrecepción depende especialmente de la luz azul.
Estos estudios han puesto de manifiesto que la capacidad de orientarse en vuelo de las aves es en realidad un mecanismo visual basado en los criptocromos, capaces de detectar los campos magnéticos gracias a un sistema cuántico de orientación en vuelo, tal como explicamos en otro artículo.
Los dos nuevos estudios han profundizado en estos descubrimientos. Uno de ellos, realizado por la universidad sueca de Lund, se centró en los pinzones cebra (Taeniopygia guttata). El otro, desarrollado por la universidad alemana de Carl von Ossietzky, estudió los petirrojos europeos (Erithacus Rubecula).
El equipo sueco midió la expresión genética de tres criptocromos (Cry1, Cry2 y Cry4) en el cerebro, los músculos y los ojos de los pinzones cebra. Y comprobó que, tal como ocurre con los genes del reloj circadiano, los niveles de Cry1 y Cry2 variaban durante el día, mientras que los de Cry4 estaban siempre constantes.
Para los investigadores suecos, este descubrimiento confirma la importancia de Cry4 para la orientación en vuelo de las aves. El estudio de los investigadores alemanes sobre los petirrojos europeos llegó a la misma conclusión.
Los científicos alemanes observaron además que Cry4 se reagrupa en una región de la retina que recibe mucha luz, lo que le permitiría funcionar como brújula magnética. Asimismo, constataron que la expresión de Cry4 aumenta durante la estación migratoria, lo que confirma también su relación con la magnetorrecepción.
Conclusiones provisionales
Los investigadores de ambos equipos llaman la atención no obstante de que serán necesarias más investigaciones para determinar con rotundidad que Cry4 puede ser considerado como la proteína responsable de la magnetorrecepción. La evidencia definitiva sería confirmar o desmentir que las aves sin proteína Cry4 también pueden orientarse en vuelo.
Que las aves utilizan el campo magnético de la Tierra para orientarse en sus migraciones se sospecha desde el siglo XIX. Sin embargo, cómo lo consiguen es algo que ha desconcertado a los científicos durante décadas.
Una de las hipótesis es que la brújula magnética de las aves se encuentra en ciertas células nerviosas situadas en el pico y que contienen depósitos de hierro, algo que se ha descartado en la actualidad.
Las siguientes hipótesis se han centrado en que el sistema aviar de navegación se encuentra en el cerebro o en la retina. Las dos nuevas investigaciones profundizan en la posibilidad de que finalmente sea a través de los ojos y su interacción con el campo magnético terrestre lo que permite a las aves orientarse en vuelo durante miles de kilómetros.
Referencias
Expression patterns of cryptochrome genes in avian retina suggest involvement of Cry4 in light-dependent magnetoreception. Atticus Pinzon-Rodriguez, Staffan Bensch, Rachel Muheim. Journal of the Royal Society Interface. DOI: 10.1098/rsif.2018.0058
Double-Cone Localization and Seasonal Expression Pattern Suggest a Role in Magnetoreception for European Robin Cryptochrome 4. Current Biology, Volume 28, Issue 2, p211–223.e4. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.12.003