Lo hemos visto en muchos documentales. Las tortugas marinas nacen en la playa, corren hacia el rompiente y emprenden un larguísimo viaje hasta que regresan al punto de partida para volver a reproducirse. La tortuga boba de Florida (Caretta caretta) viaja tras su nacimiento al llamado giro del Atlántico Norte, el sistema de corrientes que circunda el mar de los Sargazos (Figura 1). Después de crecer en esta zona durante varios años regresa otra vez a Florida para su reproducción. ¿Cómo se orienta en medio del océano Atlántico para alcanzar su objetivo, situado a miles de kilómetros?

Hoy sabemos que esta migración está guiada por el campo magnético terrestre. Esto no es excepcional entre los animales. Se han descrito ejemplos en abejas, hormigas, peces y aves. Podría pensarse que esta capacidad solo funciona como una especie de brújula señalando al norte magnético. Pero se trata de mucho más que eso. El campo magnético terrestre proporciona un auténtico mapa, una especie de GPS que permite a estos animales saber dónde se encuentran.

Las características del campo magnético terrestre varían localmente. Esto se debe a dos parámetros fundamentales, su intensidad y su inclinación, es decir, el ángulo de las líneas del campo magnético con la superficie terrestre (Figura 1). La medición simultánea de estos dos parámetros permite conocer la posición geográfica y establecer el rumbo hacia el objetivo, un rumbo que es mantenido mediante la brújula interna.

En el caso de las tortugas marinas, Ken y Catherine Lohmann, investigadores de la Universidad de Carolina del Norte, ya mostraron en 2004 que la tortuga verde (Chelonia midas) utilizaba tanto la brújula como el mapa magnético para sus desplazamientos. Este mismo equipo de investigación acaba de demostrar experimentalmente que brújula y mapa obedecen a dos mecanismos diferentes de detección del campo magnético terrestre.

El estudio, publicado en Nature, utiliza como modelo ejemplares muy jóvenes de tortuga boba. Resulta que estas tortuguitas, cuando son alimentadas o anticipan que van a serlo, desarrollan un comportamiento particular. Nadan de forma agitada, sacan la cabeza del agua e incluso palmotean, como vemos en este vídeo:

Este comportamiento permite condicionar la respuesta a un campo magnético artificial con los parámetros de una localidad geográfica concreta (Figura 2). Cuando esos parámetros se asocian a una expectativa de comida, se produce el “baile” de las tortuguitas. Si el campo magnético corresponde a una localidad sin perspectivas alimenticias, no hay ninguna respuesta especial. La respuesta al campo magnético prometedor se mantiene incluso cuatro meses después del condicionamiento. Es decir, las tortugas no solo reconocen los parámetros magnéticos correspondientes a una localidad determinada, sino que las recuerdan a largo plazo.

Un segundo experimento consistió en colocar las tortugas recién nacidas en grandes tanques de agua marina. Cuando se generaba un campo magnético con las características de Florida, las tortugas nadaban hacia el nordeste, en dirección al giro Atlántico (Figuras 1 y 2). Si las características del campo correspondían a Cabo Verde, lo hacían hacia el oeste, la ruta más lógica para incorporarse al giro.

Combinando ambos experimentos, se pudo revelar que las tortugas utilizan un doble mecanismo de detección. Para explicar esto, veamos cuáles son los cuatro mecanismos de magnetorrecepción descritos hasta ahora en animales:

• Inducción electromagnética, utilizando detectores extremadamente sensibles de diferencias de potencial eléctrico. Esto se ha comprobado en tiburones y rayas.
• Ferrimagnetismo, basado en microscópicos cristales de magnetita (óxido de hierro) que funcionan como brújulas.
• Reacciones químicas que implican pares de radicales (electrones desapareados con diferentes espines). Este complejo mecanismo cuántico funciona en la retina de ciertas aves, como se explica en la figura 3.
• Una posibilidad más reciente y menos explorada señala a la proteína mitocondrial MagR, ligada a sulfuro de hierro.

No podemos describirlos con detalle, pero los interesados pueden consultar esta excelente revisión sobre los tres primeros mecanismos.

La magnetorrecepción basada en pares de radicales es sensible a oscilaciones de radiofrecuencia (0.1-10 MHz) del campo magnético, ya que estas oscilaciones perturban las transiciones entre los estados de espín de los electrones. Utilizando el modelo de condicionamiento de las tortugas a parámetros locales del campo magnético, los Lohmann comprobaron que la respuesta no se veía afectada por las oscilaciones del campo magnético. Esto significaba que el mecanismo de detección usado para construir el mapa magnético no estaba basado en pares de radicales.

En cambio, la brújula interna de las tortugas (el experimento que compara su movimiento preferente en los parámetros de Cabo Verde versus los de Florida) sí desaparece con la oscilación del campo. Por tanto, lo más probable es que el sistema químico se use para detectar la dirección del campo magnético. No obstante, seguimos sin saber si la detección de las características magnéticas que permiten a las tortugas conocer su posición geográfica obedece a uno de los tres mecanismos alternativos o a otro desconocido hasta ahora.

Los resultados obtenidos en tortugas podrían ser extensivos a otros animales que realizan largas migraciones, como los salmones, y también pueden tener implicaciones en la conservación, dado que ciertas actividades humanas (tendidos eléctricos, plantas de generación de energía) producen alteraciones del campo magnético natural.

Referencias

Goforth, K.M., Lohmann, C.M.F., Gavin, A. et al. (2025). Learned magnetic map cues and two mechanisms of magnetoreception in turtles. Nature. doi: https://www.nature.com/articles/s41586-024-08554-y

Lohmann, K.J., Goforth, K.M., Mackiewicz, A.G. et al. (2022). Magnetic maps in animal navigation. J Comp Physiol A. doi: 10.1007/s00359-021-01529-8

Sobre el autor: Ramón Muñoz-Chápuli Oriol es Catedrático de Biología Animal (jubilado) de la Universidad de Málaga