Fuente de magnetismo animal identificada
Inclusión de magnetita en una célula HERVE CADIOU, UNIVERSIDAD DE CAMBRIDGE
La orientación magnética se documentó por primera vez en aves en la década de 1960 y desde entonces se ha encontrado en una amplia variedad de animales , pero los mecanismos subyacentes han sido esquivos. Ahora, utilizando un nuevo método detallado hoy (9 de julio) en Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores han aislado células magnéticas del epitelio olfativo de la trucha e identificado el mineral magnetita como el componente que reacciona a un campo magnético cambiante.
"[Los autores] muestran de manera realmente inequívoca que hay magnetita en estas células," dijo Wolfgang Wiltschko de la Universidad Goethe en Frankfurt, quien no participó en el estudio. Las búsquedas anteriores de células magnéticas se han visto obstaculizadas por una posible contaminación, ya sea por hierro no magnético que desencadena falsos positivos, o por bacterias magnéticas, en las que se ha aislado previamente magnetita.
El aislamiento de las células receptoras magnéticas también ha sido difícil. porque no existe un órgano sensorial…
El nuevo estudio, dirigido por Michael Winklhofer de la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich, demuestra que el epitelio de la trucha son en realidad células receptoras magnéticas, al someter las células diseccionadas a un campo magnético giratorio, en el que la posición del norte cambia constantemente. Las celdas que contienen material magnético se moverán en esta situación, siguiendo las fluctuaciones del norte, mientras que las celdas no magnéticas no se ven afectadas. Con este método, los investigadores identificaron una célula de cada 10.000 en la región que responde al campo magnético.
Si bien esto parece un número muy pequeño, con un total quizás de solo 100 células por animal, Winklhofer dijo que eran sorprendido de lo potentes que eran las células. En una celda de 10-20 micras, los cristales de magnetita concentrados, conocidos como inclusión, tenían alrededor de 1 micra de ancho. Se necesita una gran cantidad de partículas de magnetita para alcanzar este tamaño, lo que le da a la célula una fuerte sensibilidad al campo magnético.
Los cristales de magnetita formaron una inclusión lo suficientemente grande como para ser identificada bajo un microscopio óptico, donde el los investigadores pudieron ver que estaban unidos a la membrana celular. Winklhofer y sus colegas concluyen que una posible explicación es que cuando las partículas de magnetita se alinean con el campo magnético, como lo hace la aguja de una brújula, ejercen presión física sobre la membrana celular, lo que inicia el impulso nervioso que procesa el cerebro.
Sin embargo, todavía no está claro si estas células están utilizando la magnetita como parte de un proceso para detectar el campo magnético, advirtió Wiltschko. «Si estas células son células receptoras [los autores] no pueden decirlo porque están disociadas del tejido”, dijo. “Es muy probable que lo sean, pero para un neurobiólogo [la presencia de magnetita] no significa que estén involucradas en la recepción del campo magnético”.
Afortunadamente, el nuevo método debería abrir el camino. puerta para responder a esa pregunta, dijo Ken Lohman de la Universidad de Carolina del Norte, que no participó en el estudio. «La implicación importante es que esta técnica ahora se puede aplicar en varios animales y es probable que ayude a los investigadores a identificar más fácilmente las células que contienen magnetita», escribió Lohman en un correo electrónico a The Scientist. “Esto, a su vez, permitirá realizar estudios de estas células, con vistas a determinar si funcionan como detectores de campos magnéticos y, en caso afirmativo, cómo”.
Una controversia pendiente de resolución por este método es la ubicación de las células receptoras magnéticas en las palomas. Un estudio publicado en 2007 identificó seis parches de células ricas en hierro en el pico del ave, que según ellos actuaban como receptores magnéticos. Cuatro años más tarde, un equipo diferente analizó cortes finos del tejido del pico de ave y sus hallazgos, publicados en diciembre de 2011 en Nature, cuestionaron la afirmación original. Los investigadores encontraron que algunas aves contenían pocos parches celulares que contenían hierro, o ninguno, y los que sí tenían parches asociado con sitios de lesión, lo que sugiere que el hierro era un producto de la acción de los macrófagos, de los cuales el hierro no magnético es un subproducto. El nuevo método publicado hoy por Winklhofer y sus colegas identifica solo el hierro magnético, por lo que excluiría el hierro asociado con los macrófagos.
«Eventualmente, el objetivo a largo plazo sería identificar este conjunto de genes [asociados con la magnetorrecepción ] y compararlo con el genoma humano», dijo Winklhofer. «No está muy claro si los humanos tienen la capacidad de producir cristales de magnetita en sus células».
S. Eder t al., «Caracterización magnética de células magnetorreceptoras de vertebrados candidatas aisladas», Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.1205653109, 2012.
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