updated 1:06 AM CET, Dec 11, 2016

Descubren células magnéticas en la nariz de los peces

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trucha arco iris

El descubrimiento abre vías para nuevos sistemas GPS o terapias génicas que restaurar la vista, el oído o el olfato

Científicos han identificado células que responden al magnetismo en la nariz de la trucha, ofreciendo una explicación biológica de cómo se orientan  los animales y encuentran su camino.

El descubrimiento - y en particular el nuevo método que lo ha permitido - abre nuevas vías para todo tipo de aplicaciones futuristas, incluidos los sistemas miniaturizados GPS o terapias génicas que restaurar la vista, el oído o el olfato a las personas que han perdido esos sentidos.

La capacidad de detectar en el laboratorio células sensibles al magnetismo también podría ayudar a responder preguntas acerca de si las personas están en riesgo por los campos magnéticos producidos por líneas eléctricas y otros equipos.

"El punto clave es realmente el método que se estableció. Algunas personas lo llaman un cambio de juego", dice Michael Winklhofer, un biogeofísico de la Universidad de Munich . "Antes, no teníamos una herramienta para recolectar estas células. Ahora, podemos hacer en ellas algo de biología celular profunda".

"No hay duda de que muchos animales tienen un sentido magnético, especialmente aves migratorias y peces", añade. "Pero el problema es que todavía no sabemos cómo funciona".

Winklhofer y sus colegas decidieron estudiar los tejidos olfativos de la trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) sobre la base de una década de investigación, y han demostrado que los campos magnéticos afectan a la actividad eléctrica de los nervios que llevan la información de las narices de los peces. En lugar de triturar los tejidos para su análisis, como tendían a hacerlo los métodos más antiguos, los investigadores aislaron de los tejidos con sumo cuidado células enteras y las pusieron en cajas de Petri.

Células magnéticas que se iluminan

cabeza de truchaCuando el equipo aplicó campos magnéticos en rotación a los platos, aproximadamente una de cada 10.000 células se iluminaba con la misma frecuencia que el campo, informaron los investigadores en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Iluminadas por la luz del microscopio, también brillaron las estructuras internas de estas células, haciendo que sean fáciles de detectar.

Un análisis más detallado reveló cristales unidos al interior de las membranas celulares que contenían lo que parecía ser magnetita, un material magnético rico en hierro. Los científicos aún no saben cómo funcionan estas estructuras, pero Winklhofer sospecha que excitan las membranas dentro de las neuronas y envían los impulsos de activación nerviosos con la información al cerebro en la dirección relacionada.

En base a la abundancia de células magnéticas en las muestras, Winklhofer estima que cada pez tenía un total de entre 10 y 100 de estas células en la nariz. Como se esperaba, no había células magnéticas en el tejido muscular de los animales. Pero en otro trabajo que aún no se ha publicado, su grupo ha detectado células aún más magnéticas en los costados de la trucha, un órgano sensorial de los peces que detecta las vibraciones.

Debido a que los campos magnéticos penetran en el cuerpo entero, las células con sensores magnéticos también podrían estar extendidas esporádicamente en otras partes del cuerpo, lo que tendría sentido. Si las células estuviesen demasiado juntos empezarían a sentir cada uno de los campos magnéticos en lugar de los campos más grandes de todo el planeta. Como agujas en un pajar, sin embargo, las células magnéticas pueden ser difíciles de encontrar, que es lo que hace que el nuevo método sea tan valioso.

Legado evolutivo

La nueva técnica también permite determinar si hay células magnéticas en los animales que no necesariamente utilizan un sentido de magnetismo, pero que pueden haber conservado las células aun cuando la evolución las hizo obsoletas.

En un estudio realizado en 2008, por ejemplo, investigadores alemanes analizaron imágenes de Google Earth y vieron que las vacas y los ciervos tienden a pararse frente al norte magnético o hacia el sur.

Algunas investigaciones recientes sugieren que incluso las personas podrían albergar células magnéticas que permanecen de nuestros antepasados ??cazadores-recolectores. Si es así, los campos magnéticos de las líneas eléctricas podrían ser la causa de la tensión en el interior de nuestras células, dando lugar a efectos desconocidos en la salud.

Los investigadores también esperan identificar los genes y las proteínas responsables de la producción de células magnéticas de detección, lo que sería recorrer un largo camino hacia la explicación de cómo migran los animales, logrando hazañas increíbles.

Aplicaciones reales

Estos descubrimientos también allanarían el camino para otras aplicaciones, tales como pequeños sistemas de GPS o estrategias novedosas, incluso la curación de la ceguera y otros problemas sensoriales en las personas.

"Esto puede sonar muy lejos de aquí", dice J David Dickman, un neurocientífico de la Universidad Baylor de Medicina en Houston. "Pero estamos contemplando en coger células que normalmente no son sensibles al magnetismo y crear células que son sensibles al magnetismo".

"Se las podría poner en el cerebro o el cuerpo y convertirían los campos magnéticos de fuera a ciertas longitudes de onda o frecuencias para dar equilibrio o escuchar de nuevo con el oído u oler de nuevo con la nariz".

"La naturaleza tiene mucho más que enseñarnos todavía", añade. "Este estudio nos lo ha mostrado".

Artículo científico: Magnetic characterization of isolated candidate vertebrate magnetoreceptor cells

Enlace: University of Munich