Um estudo usando moscas-das-frutas, liderado por pesquisadores das Universidades de Manchester e Leicester, apoiado pelo Laboratório Nacional de Física, sugeriu que a capacidade do mundo animal de detectar um campo magnético pode ser mais difundida do que se pensava anteriormente.

O artigo, publicado na Nature hoje, faz avanços significativos em nossa compreensão de como os animais sentem e respondem aos campos magnéticos em seu ambiente.

Este novo conhecimento também pode permitir o desenvolvimento de novas ferramentas de medição onde a atividade de células biológicas – incluindo potencialmente aquelas em humanos – pode ser estimulada seletivamente usando campos magnéticos.

A equipe mostra pela primeira vez que uma molécula presente em todas as células vivas chamada flavina adenina dinucleotídeo (ou FAD para abreviar), pode, em quantidades altas o suficiente, conferir sensibilidade magnética em um sistema biológico.

Os cientistas já sabem que espécies como a borboleta-monarca, pombo, tartaruga e outros animais usam o campo magnético da Terra para navegar por longas distâncias. Mas a descoberta pode significar que as moléculas biológicas necessárias para detectar os campos magnéticos estão presentes – em maior ou menor grau – em todos os seres vivos.

O pesquisador colíder e neurocientista Professor Richard Baines, da Universidade de Manchester, disse: "Como sentimos o mundo externo, da visão, audição, toque, paladar e olfato, é bem compreendido. Mas, por contraste, quais animais podem sentir e como eles respondem a um campo magnético permanece desconhecido. Este estudo fez avanços significativos na compreensão de como os animais sentem e respondem a campos magnéticos externos - um campo muito ativo e disputado."

Para fazer isso, a equipe de pesquisa explorou a mosca da fruta (Drosophila melanogaster) para manipular a expressão do gene para testar suas ideias. A mosca-das-frutas, embora muito diferente externamente, possui um sistema nervoso que funciona exatamente da mesma forma que o nosso e tem sido utilizada em inúmeros estudos como modelo para entender a biologia humana.

A magnetorecepção - como é chamado o sexto sentido - é muito mais difícil de detectar do que os cinco sentidos mais familiares da visão, olfato, audição, tato e paladar.

Isso, diz o copesquisador principal e neurocientista Dr. Adam Bradlaugh da Universidade de Manchester, é porque um campo magnético carrega muito pouca energia, ao contrário dos fótons de luz ou ondas sonoras usados ??pelos outros sentidos que, em comparação, dão um grande impacto. .

Para contornar isso, a natureza explorou a física quântica e o criptocromo – uma proteína sensível à luz encontrada em animais e plantas.

Dr. Alex Jones, um químico quântico do National Physical Laboratory, e também parte da equipe, disse: "A absorção de luz pelo criptocromo resulta no movimento de um elétron dentro da proteína que, devido à física quântica, pode gerar um forma ativa do criptocromo que ocupa um dos dois estados. A presença de um campo magnético afeta as populações relativas dos dois estados, o que, por sua vez, influencia o 'tempo de vida ativo' dessa proteína."

O Dr. Bradlaugh disse: "Uma de nossas descobertas mais impressionantes, e uma que está em desacordo com o entendimento atual, é que as células continuam a 'sentir' campos magnéticos quando apenas um fragmento muito pequeno de criptocromo está presente. Isso mostra que as células podem, em menos em um laboratório, sinta os campos magnéticos através de outras maneiras."

Ele acrescentou: "Identificamos uma possível 'outra maneira', mostrando que uma molécula básica, presente em todas as células, pode, em quantidades suficientemente altas, transmitir sensibilidade magnética sem a presença de qualquer parte dos criptocromos. Esta molécula - dinucleotídeo de flavina adenina (ou FAD para abreviar) - é o sensor de luz que normalmente se liga a criptocromos para suportar a magnetossensibilidade."

As descobertas, dizem os pesquisadores, são importantes porque a compreensão da maquinaria molecular que permite que uma célula detecte um campo magnético nos fornece uma melhor capacidade de avaliar como os fatores ambientais (por exemplo, ruído eletromagnético de telecomunicações) podem afetar os animais que dependem de um sentido magnético para sobreviver.

Os efeitos do campo magnético no FAD na ausência do criptocromo também fornecem uma pista sobre as origens evolutivas da magnetorecepção, pois parece provável que o criptocromo tenha evoluído para utilizar os efeitos do campo magnético neste metabólito onipresente e biologicamente antigo.

O co-autor principal, Professor Ezio Rosato, da Universidade de Leicester, disse: "Este estudo pode nos permitir avaliar melhor os efeitos que a exposição a campos magnéticos pode ter em humanos. Além disso, como o FAD e outros componentes dessas máquinas moleculares são encontrados em muitas células, esse novo entendimento pode abrir novos caminhos de pesquisa sobre o uso de campos magnéticos para manipular a ativação de genes-alvo. Isso é considerado um santo graal como uma ferramenta experimental e possivelmente, eventualmente, para uso clínico " .