Fonte de estranho sentido quântico é encontrado em uma ave migratória real pela primeira vez

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Créditos: Msrk Conisbee / EyeEm / Getty Images.

Por Mike McRae
Publicado na ScienceAlert

Quando você é tão pequeno quanto um pintarroxo, cruzar o continente para passar o inverno não é pouca coisa. Agora sabemos seu segredo para tomar as rédeas em grandes distâncias – uma capacidade inata de aproveitar a estranheza que está no cerne da física quântica.

Hipotetizada há anos como um meio pelo qual os animais podem sentir o puxão do fraco campo magnético da Terra, uma resposta não clássica foi observada ocorrendo dentro de uma proteína expressa nos olhos de um pássaro canoro migratório noturno.

Uma colaboração entre pesquisadores de instituições de todo o mundo testou o complexo de proteínas criptocromos do pequeno pássaro para ver como ele respondia ao ser iluminado continuamente e em flashes de luz azul, tanto dentro quanto fora de um campo magnético fraco.

Embora não chegue a provar que os pequenos pássaros dependem de uma peculiaridade quântica da química para permanecer na trajetória enquanto cruzam a Europa, a descoberta fornece evidências cruciais em apoio à teoria do papel da magnetoecepção na navegação.

No início deste ano, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Tóquio descobriu que uma proteína semelhante em humanos era capaz de responder à luz azul de maneiras diferentes, dependendo da força de um campo magnético próximo.

Certos átomos na proteína com um elétron solitário oscilando em sua camada externa podem ser associados a outro elétron solitário no que é conhecido como um par radical, efetivamente emaranhando suas características.

A natureza desse par pode ser afetada por um campo magnético. Atingido por uma dose específica de energia na forma de luz azul, um par radical fluorescerá de maneiras diferentes, dependendo de como eles estão emaranhados.

Em outras palavras, a natureza quântica da relação entre dois elétrons na estrutura certa da proteína pode usar a luz para sinalizar diferentes intensidades de um campo magnético, mesmo um tão fraco quanto o da Terra.

Isso foi nada menos que uma descoberta surpreendente, que implicava fortemente que havia mais bioquímica do que a física clássica poderia explicar sozinha.

Além do mais, tinha o potencial de explicar como alguns animais, como pássaros migratórios, poderiam “ver” o alinhamento das linhas de campo que distinguem os pontos magnéticos da bússola do planeta, uma habilidade que seria útil como um auxílio à navegação.

Havia apenas um problema – que o criptocromo era humano, de dentro das células humanas. O que isso implica para nossa própria biologia é uma questão em aberto, mas o potencial para a influência do criptocromo dentro de outros animais permaneceu discutível.

O espaço para debate agora diminuiu significativamente, no entanto, com a descoberta de que um criptocromo purificado do genoma do pintarroxo (Erithacus rubecula) – um animal que ocasionalmente migra de climas frios da Rússia para habitats mais quentes no oeste e no sul da Europa – mostra o mesmo comportamento quântico induzido magneticamente.

Os pesquisadores compararam o criptocromo do pintarroxo com um complexo de proteína semelhante copiado de galinhas (Gallus gallus), uma ave que não é conhecida por fazer viagens complexas e não ser a de chegar do outro lado da rua.

Além disso, os pesquisadores analisaram criptocromos de pombos-comuns (Columba livia). Embora famosos por encontrarem o caminho de volta para casa em longas distâncias, os pombos não são tecnicamente migratórios, o que levou a equipe a especular que seu próprio criptocromo pode não ter evoluído sob as mesmas pressões do pintarroxos.

Os testes de laboratório sugerem que os criptocromos nos pintarroxos são capazes de sentir a influência sutil do campo magnético da Terra, mais do que em galinhas e pombos, pelo menos.

Estudos futuros precisarão de alguma forma ser realizados de forma humana e ética em seres vivos se quisermos confirmar que as ações quânticas do criptocromo são de fato o que diz aos pintarroxos qual caminho seguir para as férias quentes de inverno.

Quanto ao que o minúsculo pássaro realmente “vê” quando detecta um campo magnético, só podemos imaginar por enquanto.

Talvez uma resposta mais forte a luz azul do ambiente em uma direção? Talvez ele não veja nada – apenas uma vaga inclinação de que um caminho é melhor do que o outro?

Existem alguns segredos que nem mesmo a estranheza quântica é capaz de revelar.

Esta pesquisa foi publicada na Nature.