Los científicos han encontrado ciertas partículas magnéticas fosilizadas, conocidas como "magnetofósiles gigantes", tenían una estructura ideal para detectar variaciones sutiles en el campo magnético terrestre.
Algunos de los primeros organismos marinos podrían haber poseído una brújula natural que les ayudó a orientarse en los océanos antiguos, según un nuevo estudio dirigido por investigadores del Centro Helmholtz de Materiales y Energía (HZB).
Mediante técnicas de rayos X de vanguardia, los científicos han demostrado que ciertas partículas magnéticas fosilizadas, conocidas como "magnetofósiles gigantes", tenían una estructura ideal para detectar variaciones sutiles en el campo magnético terrestre, lo que sugiere que en el pasado permitieron la navegación biológica.
Estas partículas de magnetita, descubiertas por primera vez en sedimentos marinos hace unos años, son entre 10 y 20 veces más grandes que los cristales de magnetita que suelen producir las bacterias magnetotácticas modernas. Presentan formas distintivas de aguja, huso, bala y punta de lanza. Se desconocen los organismos que las crearon, y su función ha sido objeto de debate: mientras algunos investigadores propusieron que servían como una armadura protectora dura, otros han sugerido que formaban parte de un sistema magnetosensorial.
Para comprobar esta posibilidad, el físico Sergio Valencia, del HZB, y el experto en paleomagnetismo Richard J. Harrison, de la Universidad de Cambridge, examinaron un fósil de magnetita con forma de punta de lanza, de aproximadamente 1,1 micrómetros de ancho y 2,25 micrómetros de largo.
La muestra, extraída de un sedimento del Atlántico Norte de 56 millones de años de antigüedad, se analizó en la Fuente de Luz Diamond de Oxford mediante una técnica no destructiva de imágenes magnéticas de rayos X desarrollada por Claire Donnelly, del Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos de Dresde.
Este enfoque avanzado, conocido como dicroísmo circular magnético de rayos X (XMCD) en fase pre-borde, permitió al equipo reconstruir la estructura del dominio magnético interno en tres dimensiones con una resolución de tan solo decenas de nanómetros. «Con la ayuda de la tomografía vectorial magnética, los tres componentes de la magnetización pudieron resolverse espacialmente a lo largo del grano», afirmó Valencia. «Una vez que la nueva fuente BESSY III esté operativa, será posible realizar estudios similares en Berlín».
Las imágenes 3D revelaron un único vórtice magnético estable dentro del cristal fosilizado. Los investigadores calcularon que este vórtice podría haber respondido a pequeñas fluctuaciones en el campo magnético con fuerzas intensas, lo suficientemente precisas como para permitir que un organismo detecte tanto la intensidad como la dirección del campo. «Los organismos marinos, como por ejemplo los peces, podrían haber utilizado esta propiedad para la navegación magnética», afirmó Harrison. Incluso si las partículas evolucionaron originalmente como protección física, sus descendientes podrían haberlas adaptado para la magnetorrecepción a lo largo de la evolución.
La magnetorrecepción está muy extendida hoy en día, y se conoce en especies que van desde moluscos y peces hasta aves y mamíferos. El descubrimiento de magnetofósiles gigantes que datan de hace 97 millones de años indica que la sensibilidad a la intensidad magnética —y posiblemente la verdadera navegación magnética— surgió mucho antes de lo confirmado previamente.
Los hallazgos también tienen implicaciones más allá de la Tierra. Se han detectado partículas de óxido de hierro similares a la magnetita bacteriana en el meteorito marciano ALH84001. «Ahora disponemos de un método para determinar si las partículas de magnetita halladas en muestras de Marte son realmente biológicas», declaró Valencia. «Podría ayudar a identificar indicios de vida pasada en otros planetas».
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