LA CIENCIA QUE NOS UNE 15 de marzo de 2018
SIN PERDER EL NORTE Las estrellas y el norte magnético han servido de guía al hombre desde la antigüedad. Los egipcios se guiaban por las estrellas imperecederas o circumpolares (que nunca desaparecen bajo el horizonte, debido a su proximidad a uno de los polos celestes), y su relación con el resto de constelaciones, para prever la subida del río Nilo, determinar el tiempo con un calendario de 365 días absolutamente regular, y orientar sus templos y forma de vida. El uso de herramientas o instrumentación como el astrolabio, que se cita ya desde la antigua Alejandría, permitía determinar la posición y altura de las estrellas sobre la bóveda celeste, lo que era muy útil para navegar, calcular la latitud, la hora, o la distancia. La increíble brújula solar vikinga o piedra solar, formada por un cristal de un tipo de calcita llamado Silfurberg o Espato, que tiene la propiedad de la birrefringencia (o doble refracción) permitía calcular la posición del sol, incluso cuando éste se acababa de poner o estaba nublado. Y no podemos olvidar, entre otros inventos y avances técnicos, la brújula magnética inventada en China (aproximadamente siglo IX), que consistía en una aguja imantada flotando en un recipiente con agua, y que permitía navegar en mar abierto. Una vez más, en estos avances técnicos, de los que la humanidad "presume", la naturaleza, la evolución, nos lleva millones de años de ventaja. Este es el caso de muchos insectos y aves que han integrado en su comportamiento vital la interpretación natural de la bóveda celeste y del campo magnético terrestre. De hecho, los escarabajos peloteros (Scarabaeus satyrus) se guían por el resplandor de la Vía Láctea y los cielos estrellados, para mover más rápido en la noche sus bolas de estiércol hacia su destino. En el Parque Nacional de Litchfield (Australia), se encuentran unas termitas "magnéticas" que construyen sus montículos termiteros, de hasta 3 metros de altura, alineándolos con el campo magnético de la Tierra; todos en la misma dirección con sus bordes más delgados hacia el norte y el sur, como la aguja de una brújula. En el norte de Australia hace mucho calor durante el día y fresco por la noche; se cree que las termitas han aprovechado estratégicamente el magnetismo terrestre para orientar sus hogares de forma que estos sean más confortables frente a estos cambios de temperatura. El gusano Caenorhabditis elegans es un nematodo que vive en el suelo y posee una antena magnética, acoplada a unas neuronas llamadas AFD (serían unas neuronas con función magnetosensible), que le permite orientarse mientras excavan en el suelo para buscar alimento. Así, los gusanos de Texas excavan hacia abajo, en vertical en busca de alimento. Si
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estos gusanos se llevan a otros lugares del planeta, como Inglaterra, Hawái o Australia, lo hacen en un ángulo respecto al campo magnético que correspondería a lo que sería hacia abajo si estuvieran en Texas. La magnetita (óxido de hierro) es un imán natural que también se encuentra, formando pequeños cristales, en insectos como las abejas (Apis mellifera) y las hormigas (Solenopsis sp. y Pachycondyla marginata); esto podría ser importante en el fenómeno de orientación por el sentido de las líneas del campo magnético. Las pequeñas moscas de la fruta poseen unos minúsculos sensores de campo magnético, formados por varillas de agregados de proteínas, que se comportan como diminutas brújulas biológicas. Las moscas de la fruta tienen un excelente sentido de la orientación gracias a que estas brújulas-varillas se orientan con las líneas del campo geomagnético de la Tierra, mandando información al sistema nervioso, creando un mecanismo más complejo del sentido de orientación, durante sus trayectos de vuelo.
Ilustración SciArt3D-FabLabULL. La naturaleza nos lleva millones de años de ventaja respecto a la interpretación geoespacial del entorno. Los avances técnicos de los que el hombre tanto presume no resistirían una comparativa con los mecanismos naturales que ha generado la evolución. Muchos insectos y aves han integrado en su comportamiento vital la interpretación del campo magnético terrestre.
Curiosamente, ahora se está viendo que estas brújulas proteicas se encuentran también en mariposas, en las células de la retina en los ojos de paloma, en roedores, en ballenas y en células humanas. Ya se investiga si en los humanos estas brújulas naturales están o no atrofiadas, y si tienen algo que ver con lo bien o lo mal que muchas personas se orientan. Curiosamente, la proteína humana de la retina llamada criptocromo es capaz de guiar la orientación magnética de las moscas, cuando a éstas se les elimina la suya y se reemplaza por la nuestra. En las palomas también son proteínas claves para su orientación; de hecho, se cree que muchas aves podrían llegar a ver las líneas de campo magnético terrestre, gracias a una región cerebral denominada ‘Clúster N’ que se relaciona con los centros visuales. La región de la visión albergaría, por tanto, esta brújula. La ciencia y la tecnología, correctamente empleadas, nos permitirán encontrar el norte para solventar los retos a los que la humanidad se enfrenta, en un planeta que nosotros mismos no sabemos observar ni sentir, ni, en definitiva, entender cómo es.
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¿Sabías que ...? El Premio Nobel Erwin Schrödinger, en su libro "¿Qué es la vida?", sugirió que el orden macroscópico de la vida se basa en el orden cuántico, a nivel de las moléculas y átomos que conforman cada componente de nuestras células y tejidos. Finalmente resulta que esto podría ser cierto, cada año en otoño miles de petirrojos europeos escapan del duro invierno escandinavo viajando hacia el sur, a las costas mediterráneas más cálidas. Para encontrar su camino sin error en este largo viaje, detectan pequeñas variaciones en la dirección del campo magnético de la Tierra por modificaciones del entrelazamiento cuántico establecido energéticamente entre pares de electrones a distancia, gracias a unas proteínas situadas en las corneas de los ojos y que, en conjunto, formarían un sensor de orientación cuántico. Esto ha dado un impulso enérgico a una nueva disciplina llamada biología cuántica, que busca en los fundamentos de la mecánica cuántica el porqué de los comportamientos macroscópicos de los seres vivos. Este es el caso de uno de los procesos más conocidos e importantes para la vida en la Tierra, la fotosíntesis de las plantas y de algunas bacterias…
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