lunes, 12 de abril de 2010

Ingeniería inversa en la brújula cuántica de las aves

Créditos: Mikebaird

Los científicos están cada vez más cerca a la comprensión de las herramientas de navegación móvil que emplean las aves en su guía infalible, que se extiende alrededor del mundo a través de las migraciones.

La última pieza del rompecabezas es el superóxido, una molécula de oxígeno que se combinan con las proteínas sensibles a la luz para formar un compás en el ojo, permitiendo a las aves ver el campo magnético de la Tierra.

"Se conecta desde el mundo subatómico a la ave en todo", agrega Michael Edidin, un editor de Biphysical Journal.

El superóxido es la teoría propuesta por Klaus Schulten biofísico de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, autor principal del estudio y un pionero en magnetorrecepción aviar. Schulten publicó en 1978 la hipótesis de que algún tipo de reacción bioquímica se llevaba a cabo en los ojos de las aves, produciendo electrones que se verían afectados por sutiles gradientes magnéticos.

En el año 2000, Schulten refino este modelo, sugiriendo que la brújula contenía una proteína llamada fotorreceptor criptocromo, que reaccionaba con una moléculas aún sin identificar  en ese momento para producir pares de electrones que estaban en un estado de entrelazamiento cuántico -espacialmente separados, pero cada una podía todavía afectar a la otra-.

Según este modelo, cuando un fotón llega a la brújula, los electrones atrapados se encuentran dispersos en diferentes partes de la molécula. Las variaciones en el campo magnético de la Tierra causa que giren de manera diferente, cada uno de ellos sale de la brújula en un estado químico ligeramente diferente. El estado altera el flujo de las señales celulares a través de las vías visuales de un pájaro, en última instancia resulta en una percepción del magnetismo.

Descabellado como suena, la investigación posterior de varios grupos ha encontrado evidencia de tales células en el sistema. Experimentos moleculares sugieren que son realmente sensibles a la geomagnética de la Tierra y modelos computacionales sugieren un grado de entrelazamiento cuántico. Los físicos esperan usar electrones enredados para almacenar información en computadoras cuánticas.

Pero aunque el criptocromo sea probablemente parte de la brújula, la otra parte aún se desconoce. Hace poco otro grupo de investigadores en magnetorrecepción mostraron que el oxígeno podría interactuar con criptocromo para producir  los electrones necesarios . La última función propuesta por Schulten es el superóxido, un anión de oxígeno que se encuentran en los ojos de pájaro, que se ajusta a sus conclusiones.

Edidin advirtió que "esto todavía no es una demostración experimental. Es una posibilidad".

En cuanto al resultado de la percepción de la brújula, sigue siendo un misterio. Algunos investigadores creen que las aves pueden ver un punto en el borde de su visión, girando según la dirección que estamos enfrentando. Otros piensan que puede producir efectos de color o tonalidad. Tal vez las aves migratorias vuelan hacia la luz.

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