Los gansos canadienses, las mariposas monarca, los tiburones cabeza de pala y el salmón rojo son algunas de las muchas especies animales que navegan por el mundo detectando pequeños cambios en el campo magnético de la Tierra. Estudios anteriores de estos organismos han identificado varios tipos de sensores, como reacciones químicas sensibles al magnetismo y estructuras celulares similares a brújulas, pero no estaba claro hasta qué punto son sensibles estos llamados magnetorreceptores biológicos.
Ahora, Iannis Kominis y Efthmis Gkoudinakis, de la Universidad de Creta, Grecia, han calculado los límites de la capacidad de detección de tres tipos principales de magnetorreceptores biológicos, demostrando que dos de ellos probablemente pueden detectar campos magnéticos con magnitudes cercanas al límite cuántico para la detección de campos magnéticos.
El rendimiento de un sensor magnético se puede caracterizar por tres parámetros: su volumen, su tiempo de medición y la incertidumbre en la estimación del campo magnético. Cada parámetro puede hacerse más pequeño, pero existe un límite a su reducción colectiva basado en la constante de Planck, un parámetro que define muchos fenómenos cuánticos. Todos los magnetómetros fabricados en laboratorio conocidos obedecen a este límite cuántico. Debido a su pequeño tamaño y a los pequeños cambios de campo que detectan, se cree que los magnetómetros biológicos operan cerca de este límite. Pero los biólogos no han podido determinar con precisión todos los parámetros relevantes.
Para solucionar este problema, Kominis y Gkoudinakis trabajaron a la inversa, utilizando el límite cuántico para poner límites a parámetros que eran desconocidos. Descubrieron que dos magnetorreceptores biológicos que implican reacciones químicas dependientes del campo magnético pueden operar justo en el límite, o cerca de él.
Kominis dice que el hallazgo podría ayudar a los investigadores a diseñar futuros dispositivos de detección magnética. “Si [los científicos] queremos hacer las mediciones más sensibles, tenemos que recurrir a la ingeniería cuántica. Imitar los magnetorreceptores biológicos puede guiar esa ingeniería cuántica”, dice.
Referencias:
I. K. Kominis & E. Gkoudinakis (2025) Approaching the Quantum Limit of Energy Resolution in Animal Magnetoreception PRX Life doi: 10.1103/PRXLife.3.013004
S. Y. Wong, Y. Wei, H. Mouritsen, I. A. Solov’yov, and P. J. Hore (2021) Cryptochrome magnetoreception: four tryptophans could be better than three J. R. Soc. Interface doi: 10.1098/rsif.2021.0601
K. Wright (2025) Biological Magnetic Sensing Comes Close to Quantum Limit Physics 18, s8
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
