En un artículo anterior mencionamos que la aves disponen de tres sistemas de navegación según viajen de día o de noche y según sean las condiciones meteorológicas: una brújula magnética (sensible al campo magnético), la posición del sol, de la estrella polar y otras constelaciones, y las configuraciones de la luz polarizada en los puntos de aurora y ocaso.
La Tierra actúa como un imán gigante, con un polo Norte y un polo Sur interconectados por líneas magnéticas de fuerza. En principio, el campo magnético terrestre representa una fuente fiable de información direccional, ya que los polos magnéticos están próximos a los polos geográficos y no se modifican nunca durante la vida del animal. El campo magnético pasa virtualmente inadvertido para nosotros pero muchas especies de aves tienen la capacidad de detectarlo y utilizarlo en sus desplazamientos migratorios. Pueden percibir la polaridad y la inclinación del campo magnifico terrestre.
Las líneas de fuerza
magnéticas abandonan la tierra en dirección casi vertical en el polo Sur
magnético, y el ángulo de inclinación de estas líneas varía (declina) de forma
constante a medida que disminuye la latitud hasta que, en el ecuador magnético,
son paralelas a la superficie de la tierra. A partir de allí, el ángulo de
inclinación de las líneas de fuerza aumenta de forma constante hasta que en el
polo norte magnético vuelven a ser casi verticales.
La intensidad del campo magnético terrestre (fuerza) varía sobre la superficie de la Tierra. Es máxima cerca de los polos y mínima cerca del ecuador. Hay cartas que representan líneas que unen puntos de igual valor para alguna de las variables del campo magnético sobre la superficie de la Tierra. Las cartas isodinámicas presentan líneas en las que la intensidad de campo es la misma.
La inclinación es el ángulo, con respecto al plano horizontal, del vector que representa el campo magnético. Las cartas isoclinas muestran líneas en las que la inclinación magnética es constante. Puede tener valores entre -90º (hacia arriba, polo Sur) y +90º (hacia abajo, polo Norte), pasando por el valor 0º (en el ecuador magnético, línea verde del mapa)
Si observamos con detalle este tipo de cartas magnéticas de la Tierra
podemos constatar que en muchas partes del mundo muestran
líneas que se cortan formando una especie de malla virtual. Dicha malla define
puntos sobre la Tierra caracterizados por dos valores del campo magnético únicos,
al menos para cada hemisferio. Si las aves tuvieran la
información de dichos valores y fueran capaces de detectar el gradiente de las
variables del campo magnético, dispondrían de una extraordinaria herramienta de
orientación.
Pero, a diferencia de la brújula estelar, que aparentemente no se modifica una vez aprendida durante un período crucial de la vida del ave, la brújula
magnética estaría sujeta a cierto grado de recalibración. Las aves que migran
hacia latitudes árticas o antárticas (eje Norte o Sur) deben resolver un conflicto importante entre la señalización
magnética y la señalización celeste. Y esto ocurre porque el polo norte magnético y el polo norte
geográfico no ocupan idéntica posición. La discrepancia entre la información derivada de los campos magnéticos
y la información celeste aumenta a medida que se incrementa la latitud. Por esta razón las
aves que migran hacia el Norte o hacia el Sur deben interrumpir la travesía regularmente
para permitir que sus brújulas magnéticas se reajusten con respecto a ciertas
señales de la brújula celeste, como la luz polarizada. Si se impide que se
detengan el tiempo suficiente para reajustar las brújulas pueden
perder el rumbo.
La luz
solar que penetra en a la atmósfera terrestre es una radiación en la que el campo eléctrico oscila de igual manera en cualquier plano que pase
por la línea que marca su trayectoria. Cuando entra en la atmósfera, las moléculas de vapor de
agua que encuentra a su paso dispersan la luz. Después de interceptar con dichas moléculas, el campo
eléctrico de los rayos de luz dispersados en otras direcciones ya no vibra en
todas las direcciones. Para los que parten con un ángulo de noventa grados,
solamente vibran en un plano. Este fenómenos se conoce como polarización de la
luz y luz polarizada es aquella en la que el campo eléctrico no vibra en todos
los planos.
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En los
equinoccios (momentos del año en los que el día tiene la misma duración que la noche), la luz pasa sobre un observador
situado en la superficie de la Tierra en dirección Este-Oeste al amanecer y Oeste-Este al atardecer. El plano perpendicular a esta
dirección es el que contiene un mayor porcentaje de luz
polarizada. En consecuencia, la luz que proceda de puntos sobre la bóveda celeste
hasta el horizonte situados en el plano Norte-Sur será la que contenga un
porcentaje mayor de polarización. Por el contrario, con el sol en su cénit al
mediodía, la luz más polarizada es la que recibe el observador procedente
del horizonte. A lo largo del día, la
cantidad de luz polarizada que recibimos de la bóveda celeste sigue un patrón que cambia en función de la posición
del sol.
Casi todos los científicos que han investigados los temas relacionados con la capacidad de orientación en aves coinciden en que poseen mecanismos muy sofisticados para percibir el campo magnético terrestre. También parece claro que en determinados momentos de
la jornada recurren a la luz polarizada para corregir su rumbo. Diversos
investigadores han demostrado que
algunos paseriformes utilizan la luz
polarizada durante el amanecer y la puesta del sol para corregir sus brújulas
magnéticas (hay trabajos recientes con los emberícidos americanos Passerculus sandwichensis y Zonotrichia albicollis, fotos derecha e izquierda respectivamente).
También resulta evidente es que en plena época
migratoria, la posición del sol próxima al este al amanecer y al oeste atardecer,
hace que la mayor cantidad de luz polarizada se reciba en el plano Norte-Sur, plano que
contiene el rumbo prioritario de migración.
Se discute aún cuáles serían los mecanismos fisiológicos que permiten que
las aves sean capaces de detectar campos magnéticos. Se han propuesto dos hipótesis.
1.- En primer lugar, reacciones químicas como la fotoestimulación de la proteína retiniana rodopsina
podrían generar un estado de excitación química cuya velocidad sería variable según la fuerza de los campos magnéticos. No se cuenta con datos directos
que sustenten este modelo teórico, pero explicaría la dependencia de la luz de
la percepción magnética de las aves.
2.- La segunda hipótesis postula que cristales del
mineral ferromagnético magnetita presentes en los animales actuarían como
pequeños imanes que se orientarían como la aguja de una brújula. Estos
cristales se han identificado en varios grupos animales (bacterias, abejas, salmones y palomas).
Estos imanes internos podrían activar neuronas magnetorreceptoras mediante mecanismos
pendientes de conocer con detalle.
Todo parece indicar que las aves han desarrollado un sentido magnético, cuya percepción
podría estar relacionada con la vista, y que desempeña un importante papel en la construcción de mapas que les permiten orientarse
en sus desplazamientos.
José Antonio López Isarría