La desmagnetización de las cucarachas muertas es más lenta que de las vivas

Dibujo20170213 Sketch experiment American cockroaches in strong magnetic field arxiv 1702 00538

Las cucarachas son magnetorreceptoras. El origen de su biomagnetismo es un misterio. Sorprende que, tras magnetizar cucarachas vivas y muertas durante 20 minutos bajo 0,15 teslas, las vivas se desmagnetizan en 50 ± 28 minutos, mientras que las muertas lo hacen en 47,5 ± 28,9 horas. Un modelo teórico apunta a que el movimiento browniano de nanopartículas magnéticas es responsable de la diferencia.

La curva de histéresis de las cucarachas (Periplaneta americana) apunta a que su magnetización es debida a cristales de greigita (Fe3S4), en lugar de magnetita (Fe3O4), con un diámetro menor de 50 nanómetros. Estas nanopartículas magnéticas se alinean con el campo magnético externo y se desalinean mediante movimiento browniano en el líquido en que están disueltas. En la cucaracha viva este líquido tiene baja viscosidad, mientras que en la cucaracha muerta su viscosidad aumenta mucho. Por dicha razón el movimiento browniano es menos eficiente y la desmagnetización es mucho más lenta.

Una hipótesis sugerente, pero que tendrá que ser confirmada por futuros estudios. Por ejemplo, aún no se han encontrado partículas de greigita en las cucarachas (aunque sí en otros insectos). El artículo es Ling-Jun Kong, Herbert Crepaz, …, Tomasz Paterek, “In-vivo biomagnetic characterisation of the American cockroach,” arXiv:1702.00538 [physics.bio-ph]. Me he enterado gracia a Emerging Technology from the arXiv, “The Curious Case of Cockroach Magnetization,” MIT Technology Review, 09 Feb 2017.

Sobre la magnetorrecepción de las cucarachas recomiendo Martin Vácha, Tereza Půžová, Markéta Kvíćalová, “Radio frequency magnetic fields disrupt magnetoreception in American cockroach,” Journal of Experimental Biology 212: 3473-3477 (2009), doi: 10.1242/jeb.028670. Y sobre el tema en general el reciente artículo de revisión de P. J. Hore, Henrik Mouritsen, “The Radical-Pair Mechanism of Magnetoreception,” Annual Review of Biophysics 45: 299-344 (2016), doi: 10.1146/annurev-biophys-032116-094545.

Dibujo20170213 Magnetic field decay from magnetised American cockroaches arxiv 1702 00538

La curva de desmagnetización medida cambia mucho de una cucaracha a otra (todas sometidas a la misma magnetización durante 20 minutos). Aquí se observan dos ejemplos, con los datos para la cucaracha viva (muerta) en puntos negros (azules). Esta gran variabilidad sugiere que el origen de las nanopartículas magnéticas de greigita podría ser externo (contaminación ambiental). En dicho caso se encontrarían de forma preferente en los intestinos y no serían responsables de la magnetorrecepción observada en cucarachas. Futuros estudios tendrán que aclarar este cuestión.

Dibujo20170213 Hysteresis measurements on dead cockroach arxiv 1702 00538

La medida de la curva de histéresis (en esta figura para una cucaracha muerta) apunta a nanopartículas de greigita (su coercitividad es muy baja comparada con la de la magnetita). También son necesarios futuros estudios que busquen los magnetosomas (los orgánulos magnetorreceptores) en las células de las cucarachas. Queda mucho trabajo por realizar. Pero el estudio de la interacción de campos magnéticos intensos y sistemas biológicos es muy interesante.


10 Comentarios

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danieldaniel

Como dice el primer artículo:
Our data and model show that these magnetic particles cannot be responsible for magnetic sensing. Their motion in high viscosity environment is too slow to be biologically useful. Hence, our present experiment provides support for other forms of magneto-reception, e.g. the radical-pair mechanism
Es interesante la hipótesis de que el mecanismo sensorial magnético de los animales no se basa en moléculas con átomos de hierro sino en intermedios químicos de una molécula orgánica

Francisco R. Villatoro

Ojalá, Benjamin, pero el aire acondicionado, o similar, seguirá siendo necesario en las edificaciones. El nuevo aislamiento térmico basado en metamateriales promete reducir la factura eléctrica en climatización cuando se resuelvan ciertos problemas técnicos, como el problema de la durabilidad y su funcionamiento al aire libre; aunque parece factible protegerlo con un recubrimiento que afecte poco a sus propiedades y mejore estos problemas.

Y, por cierto, este metamaterial tiene mucha competencia. Desde hace décadas se están desarrollando pinturas y recubrimientos para enfriamiento pasivo y radiativo. Ya veremos cuál gana la contienda dentro de unos lustros.

PelauPelau

Si a ese o similar metamaterial radiativo se lo pudiera recubrir con pintura fotovoltaica o con un metamaterial termofotovoltaico… sería grandioso.

danieldaniel

Ya salió el típico entendido españó hablando de ciencia. No damos para más. Facepalm

GerardoGerardo

Daniel, y cual es la agresividad? Si solo se pueden hacer comentarios inteligentes, entonces el tuyo tambien está fuera de lugar

tu anciana abuelatu anciana abuela

Daniel, el sentido del humor es la cualidad que diferencia a la inteligencia humana de la del resto de los animales.

;=)

JoanJoan

Sí, IgNobel por favor!
Pero como se ve en el post, llevan estudiando el tema al menos desde 2009 y no se han llevado ninguno. A ver si lo de comparar a las muertas con las vivas convence al comité :)

MijhailMijhail

Lo que me intriga ahora es el motivo que tuvo el primer científico que se puso a ver si las cucarachas eran magnetorreceptoras.

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