La brújula de los salmones

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Foto: Marcos Paulo Prado / Unsplash

El salmón nada hacia el fondo del Golfo de Bizkaia. Lo guía, según todos los indicios, el campo magnético terrestre, aunque al aproximarse a la costa, es el “olor” que emana del agua del Bidasoa el que le marca el camino y lo conduce hasta la desembocadura de su río natal. A partir de ese momento no necesitará orientarse: ya ha llegado. Solo le falta hacer el esfuerzo supremo, nadando río arriba y superando obstáculos, hasta llegar al lecho de grava donde desovará.

La señal que lo orienta a través de centenares de millas es geomagnética. Los salmones no son los únicos animales capaces de orientarse y navegar haciendo uso del campo magnético terrestre. Abejas, otros peces, varias aves y ratones, al menos, también la tienen, aunque no acabamos de conocer bien el mecanismo que lo hace posible. La hipótesis más aceptada es que hay unos orgánulos celulares con cristales de magnetita que interaccionan con el campo magnético. Esa interacción daría lugar a la generación y emisión de señales nerviosas que se procesan en el encéfalo u órgano equivalente para guiar el movimiento. Según esa hipótesis, los cristales de magnetita serían similares a los de mineral de hierro sintetizados por unas bacterias magnetotácticas -las llamamos así- que los utilizan para alinearse, de forma pasiva, con las líneas del campo magnético y de ese modo poder desplazarse en una misma dirección.

La magnetita, único material de propiedades magnéticas producido por los seres vivos, ha sido hallada en tres reinos: bacterias (organismos unicelulares sin núcleo ni compartimentos internos complejos), protistas (organismos unicelulares con núcleo y compartimentos internos complejos) y animales. Sus cristales se disponen en estructuras lineales envueltas en membranas, denominadas magnetosomas, que funcionan como barras o agujas biológicas imantadas. La estructura general de los magnetosomas es muy similar en los tres grupos de seres vivos citados. Aunque ocupan un volumen muy reducido en el interior de los organismos, tienen una gran sensibilidad para con fluctuaciones y variaciones espaciales muy leves del campo geomagnético de fondo al que están expuestos.

En un trabajo de investigación recién publicado han encontrado que las células del epitelio olfativo de los salmones (su órgano del olfato) contienen cristales de magnetita organizados en grupos compactos. Es muy significativo que esas células estén en la misma estructura que recibe la información olfativa, la que proporcionan las sustancias químicas que sirven a los salmones para identificar el río concreto al que se dirigen. Coincide, por tanto, la disposición de las estructuras para orientarse en el camino de vuelta al río natal -mediante magnetorrecepción- y la de las que les permiten precisar la ubicación de su desembocadura -mediante quimiorrecepción-, para iniciar el ascenso a la cabecera.

Los genes que controlan la producción de magnetita en las células olfativas magnéticas comparten ascendencia con los implicados en la misma tarea en ciertos microorganismos. Once de esos genes se encuentran en numerosos animales y nueve están presentes en un grupo de arqueas (organismos unicelulares sin núcleo ni compartimentos internos complejos, pero distintos de las bacterias) emparentado con los antecesores de los organismos superiores. Según los autores de la investigación, los magnetosomas habrían surgido en un grupo de bacterias hace entre dos mil y tres mil millones de años; y hace unos mil millones de años algunos de esos magnetosomas se habrían introducido en el interior de los primeros eucariotas (seres unicelulares con estructuras internas complejas) que, procedentes de un grupo de arqueas, acabarían dando lugar a los organismos multicelulares complejos, como esos salmones que tras pasar un tiempo en el mar, engordando, vuelven a su río a desovar.

Fuente: M. Renee Bellinger, Jiandong Wei, Uwe Hartmann, Hervé Cadiou, Michael Winklhofer, Michael A. Banks (2022): Conservation of magnetite biomineralization genes in all domains of life and implications for magnetic sensing. PNAS, 119 (3) e2108655119; DOI: 10.1073/pnas.2108655119


Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

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