La capacidad del ser humano por adaptarse a los cambios nos ha llevado a convivir de manera natural con tecnologías que hace no tantos años hubiesen sido tildadas de magia u obra de un ser superior. No sólo eso sino que cada vez nos sorprenden menos los avances científicos, simplemente los asumimos como algo que tarde o temprano tenía que llegar y una vez que se instalan, lo que ocurre es que se nos olvida cómo era la vida antes de ellos.

¿Cómo podíamos vivir sin frigoríficos, sin televisión, sin teléfono móvil o sin GPS? Precisamente en este último nos vamos a centrar hoy porque está tan implantado en la sociedad que pocos son los que reparan en todo el trabajo que existe detrás de ellos y en lo complejo de su funcionamiento.

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS por sus siglas en inglés) surgió, como otras muchas innovaciones que posteriormente llegan al mundo civil, en el seno de una organización militar. En concreto, del Departamento de Defensa de Estados Unidos allá por la década de los 60.

Hoy en día, en el mundo desarrollado, prácticamente todos llevamos uno en el bolsillo y nos permite movernos por tranquilidad por lugares desconocidos, informar en redes sociales de nuestra posición, indicar a los amigos a dónde tienen que ir… Todo a un golpe de click.

Pero para que eso sea posible, existen 24 satélites orbitando alrededor de la Tierra a más de veinte mil kilómetros de altura. Cada vez que utilizamos un GPS el aparato recibe señales que lo conectan con, al menos, cuatro satélites, descifra la distancia con cada uno de ellos, informando de la posición exacta con unos pocos metros de error, incluso unos pocos centímetros si se emplea un GPS diferencial que es mucho más preciso.

Todo ese proceso es posible gracias a la aplicación de un método matemático conocido como trilateración. Simplificando mucho, diremos que se trata de un modo de cruce de datos que permite situar tu dispositivo en el punto en concreto dónde se encuentra, es decir, para definir la posición del GPS los satélites informan a tu aparato de su posición relativa con respecto a, al menos, cuatro de ellos y esto le permite situarse.

Pondré un ejemplo, a grande rasgos: enciendes el GPS y comienza a recibir señales que llegan del espacio. Los satélites te hacen llegar de vuelta cuatro posiciones: estás a 400 Km de Madrid (España), a 4500 Km de El Cairo (Egipto), a 2500 Km de Berlín (Alemania) y a 9000 Km de Monterrey (México). Con esos datos, analizados en 3D mediante trilateración, el GPS determina que te encuentras en Murcia.

Lo curioso es que la naturaleza ya contaba con sus propios sistemas de geoposicionamiento mucho antes de que los miliares los convirtiesen en tecnología. Uno de los ejemplos más famosos es el de la mariposa Monarca que cada año se ve obligada a migrar más de 5000 kilómetros a través de América para salvar las bajas temperaturas.

Desde distintos puntos de Estados Unidos y Canadá, cuando llega el mes de septiembre y el invierno se acerca, millones de mariposas se dirigen hacia California y México, lugar en el que se encuentra la conocida Reserva de la Biosfera de la Mariposa Monarca con más de cincuenta mil hectáreas dedicadas a proteger su hábitat.

Hasta hace unos años, se desconocía cómo lograban hacer ese trayecto sin desviarse pero un grupo de neurobiólogos de la Escuela Médica de la Universidad de Massachusetts (EEUU) publicaron un artículo en la revista Science en el que explicaban que la clave residía las antenas de la Danaus plexippus.

Se sabía que las antenas del insecto son un órgano extraordinario, responsable de percibir no sólo olores, sino también la dirección del viento e incluso la vibración del sonido pero su papel en la orientación exacta del rumbo en la migración de las mariposas supuso un descubrimiento nuevo y fascinante, que puede iniciar una nueva línea de investigación de las conexiones neuronales entre las antenas y la brújula solar, y en los mecanismos de navegación de otros insectos.

En concreto, este equipo pudo demostrar que las antenas de las mariposas Monarca, antes consideradas detectores primarios del olor, son necesarias para la orientación con respecto al sol, una función importante que se creía alojada únicamente en el cerebro del insecto.

Aunque anteriormente sí se había podido comprobar que estos insectos usan su reloj circadiano para corregir la orientación de su vuelo y mantener un rumbo constante hacia el sur (incluso aunque el sol varíe su posición en el cielo), los científicos consideraban que el factor de corrección del tiempo en el mecanismo de la brújula solar residía en el cerebro aunque nunca se había demostrado.

En este caso, los resultados fueron fruto de un experimento para el que los investigadores tuvieron que extirpar las antenas a varias mariposas con el fin de probar su capacidad de volar hacia el sur mientras estaban atadas a un simulador de vuelo exterior para calcular la dirección de vuelo de los insectos.

Observaron que las mariposas que no tenían antenas no podían orientarse rumbo al sur, mientras que las mariposas con las antenas intactas sí se orientaban correctamente. También demostraron que los ciclos moleculares de los relojes cerebrales no se alteraban con la extirpación de las antenas y que éstas contenían relojes circadianos que funcionaban independientemente de los del cerebro.

Por otro lado, los científicos cubrieron de pintura negra las antenas y bloquearon así la sensibilidad a la luz de los relojes de las antenas. De esa forma vieron que esas mariposas se dirigían hacia una dirección fija incorrecta lo que significaba que el cerebro del insecto podía percibir la luz pero no podía ajustar el tiempo del movimiento del sol en el cielo con el objetivo de dirigirse hacia el destino correcto.

Sin embargo, cuando el equipo de investigación utilizó pintura más clara, que no alteraba la percepción de la luz de las antenas, las mariposas orientaban su vuelo hacia el sur de manera precisa, indicando así que la percepción de la luz de las antenas es clave en la navegación.

Referencia:

Steven M. Reppert et al. (2009) “Antennal circadian clocks coordinate sun compass orientation in migratory monarch butterflies” Science DOI: 10.1126/science.1176221

Sobre la autora: Maria José Moreno (@mariajo_moreno) es periodista