O colorido passeriforme foi escolhido como modelo por Friedrich Wilhelm Merkel e Wolfgang Wiltschko, dois zoólogos da Universidade de Frankfurt (Alemanha), porque quando vive na Europa Central ou na Escandinávia, migra para o sul à noite no inverno – sendo os grupos da Europa Ocidental ou do Sul sedentários. Neste experimento, aves de grupos migratórios foram colocadas em gaiolas circulares individuais, cujas paredes foram cobertas com papel. Saltando para voar, os pássaros arranharam o papel e traçaram a direção que queriam tomar. Foi então suficiente que Friedrich Wilhelm Merkel e Wolfgang Wiltschko escondessem o céu, não oferecessem nenhuma pista visual aos pássaros e gerassem um campo magnético com orientação diferente do norte para ver os pássaros mudarem de direção. A demonstração foi feita: os tordos têm uma bússola interna.
Nos últimos sessenta anos, experiências semelhantes foram realizadas num grande número de espécies migrantes. Sabemos agora que tartarugas marinhas, maçaricos vermelhos – um supermigratório que navega entre o Alasca e a Austrália -, mas também borboletas, tubarões, salmões, baleias e um grande número de passeriformes utilizam o campo magnético terrestre para se orientarem. As observações e experimentos comportamentais são robustos. Mas para a ciência, as evidências indiretas não são suficientes. Você precisa saber como funciona…
O ângulo do campo magnético varia de norte a sul
Em toda a volta da Terra, o campo magnético terrestre não tem a mesma inclinação. É completamente vertical nos pólos e tangente no equador. Ao perceber esse ângulo e sua variação à medida que se movem, animais como os passeriformes ou as borboletas-monarca sabem se estão voando para o norte ou para o sul.
Crédito: Bruno Bourgeois
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As células do ouvido interno detectam posições diferentes
Foi há apenas alguns meses, em novembro de 2025, que uma equipa da Universidade de Munique (Alemanha) apresentou finalmente provas biológicas. Seu modelo: o pombo-das-rochas (Columba Lívia), que os humanos selecionaram há mais de 8.500 anos por suas habilidades de navegação. Sabemos desde 1971 que utiliza magnetorecepção graças ao trabalho do americano William Keeton, que prendeu pequenos ímãs nas costas dos pássaros e documentou que, assim pesados, eles lutavam para encontrar o caminho. Conhecemos agora o órgão responsável por este sexto sentido: o ouvido interno.
Quando os animais são expostos a um campo magnético mais forte que o campo da Terra, os neurônios do ouvido interno – bem como os de uma região do cérebro usada para integrar informações sensoriais – são ativados. E se os compararmos com os cérebros das aves para as quais não ligamos o gerador de campo, vemos que apenas estas regiões cerebrais respondem especificamente ao campo magnético.
Segundo os autores, essa resposta se deve às células ciliadas localizadas nos canais semicirculares, canais curvos do ouvido interno conhecidos por sua função na percepção da posição da cabeça. Aqui, as células sentiriam a diferença de campo ao longo do canal e transformariam essa informação em um sinal nervoso usando canais iônicos. Embora saibamos que canais iônicos capazes de realizar essa transformação estão presentes nas células ciliadas, ainda faltam provas formais de que eles respondem ao campo magnético e iniciam um sinal nervoso.
“Essas células são tão pequenas! É impossível registrar sua atividade específica “, desespera David Keays, o neurobiólogo que liderou este trabalho. E como não conhece nenhum medicamento que bloqueie especificamente este sinal para demonstrar que os pombos ficam desorientados sem estes canais, e que ninguém sabe como modificar geneticamente os pombos, é um impasse. A comunidade científica não sabe como completar a demonstração.
Outros mecanismos em ação na magnetorecepção
O único animal modelo de migração guiada pelo campo magnético no qual sabemos realizar manipulação genética é a borboleta monarca, Danaus plexippus. Esta mariposa, principalmente americana, é conhecida pelas suas impressionantes migrações: viaja até 4.000 km para norte na primavera para passar o verão no Canadá, antes de rumar novamente para sul assim que as temperaturas descem para pôr ovos em abetos no estado de Michoacán, no México. Para conseguir esse feito, ele possui um sentido magnético aguçado. Mas que depende de um segundo mecanismo, totalmente diferente daquele do pombo. Baseia-se nas propriedades quânticas de uma família de proteínas: os criptocromos.
Sob o efeito da luz azul, um aminoácido perde um elétron para seu vizinho. Ambos são desequilibrados, cada um com um elétron livre. Os físicos falam então de um par de radicais livres, que podem existir em dois estados: ou com orientação paralela – os dois elétrons livres “olham” na mesma direção – ou com orientação oposta. A orientação de cada elétron oscila e muda de direção perpetuamente. Mas a proporção relativa destas duas formas depende do campo magnético. Muitos autores, portanto, assumem que os criptocromos retinais são os receptores de magnetorecepção de várias espécies.
Além disso, a equipe de Christine Merlin, da Texas A&M University (Estados Unidos), publicou em 2021 um estudo mostrando como as borboletas monarca, das quais uma categoria de criptocromos foi inativada, perderam a sensibilidade às mudanças no campo magnético. Para perceber a mudança na inclinação deste campo, as borboletas precisam, portanto, de seus criptocromos. Mas Christine Merlin não reivindica vitória: “É possível que sejam apenas intermediários essenciais para transmitir o sinal de mudança na força magnética e não o receptor. “Os criptocromos também são candidatos sérios para explicar o sentido magnético dos passeriformes.
A borboleta monarca viaja até 4.000 km para chegar ao sul ou ao norte, dependendo da estação. Possui em suas antenas uma proteína que atua como sensor magnético (aqui o trabalho de manipulação genética da cronobióloga Christine Merlin). Crédito: TEXAS A&M SCIENCE – MARK FELIX/THE NEW YORK TIMES-REDUX-REA
Terceiro mecanismo possível: a presença de uma substância mineral, a magnetita, um óxido de ferro (Fe3Ó4), em certos tecidos biológicos. Isto é feito de cristais que se alinham com a orientação do campo magnético da Terra. Vários cientistas sugeriram que a magnetita também pode ajudar os animais a sentir o norte. Mas sua existência ainda precisa ser comprovada. O ferro é um mineral essencial à vida e é encontrado em muitos tipos de células. E a magnetita pode se formar em utensílios de laboratório (kit de dissecação, lâmina de vidro, tubos de ensaio) ou ser proveniente da poluição do ar. É impossível distinguir a magnetita biológica da magnetita resultante de contaminação. O trabalho sobre esta hipótese está num impasse.
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Quanto menor o ouvido, menos sensível ele é
“Provavelmente existe mais de um sentido magnético “, reconhece Michael Winklhofer, professor da Universidade de Oldenburg (Alemanha), especialista em magnetorecepção em passeriformes. E vários mecanismos. A solução do ouvido interno funciona em animais como pombos e tartarugas, mas em pássaros menores ou mesmo em insetos, o tamanho dos canais semicirculares seria insuficiente para que uma diferença de campo magnético fosse mensurável em suas extremidades. Quanto menor o órgão, menos sensível ele é.
A evolução conseguiu, portanto, manter diversas soluções para detectar o fenómeno terrestre, cada uma das quais pode reagir a um parâmetro diferente. A magnetita seria uma bússola capaz de indicar o norte, o criptocromo captaria o ângulo do campo magnético… Quanto ao sistema vestibular, ainda não sabemos se ele reage à sua orientação, à sua inclinação ou à sua intensidade…
Para encontrar o caminho com mais precisão, algumas espécies até combinam vários parâmetros magnéticos, além de pistas visuais – como a posição das estrelas ou do Sol. É o caso das tartarugas marinhas que possuem um mapa mental real para encontrar sua praia preferida. Eles registram a assinatura única do campo magnético do local de nascimento: sua inclinação e sua intensidade. O primeiro parâmetro permitirá encontrar a latitude e o segundo, em associação com a posição do Sol, a longitude. Eles são, portanto, capazes de encontrar com precisão sua faixa de nascimento em qualquer ponto do globo.
Uma combinação olfativa, visual e magnética
Tal mapa mental provavelmente existe em diversas espécies. Também poderia ajudar os salmões a encontrar a foz do rio para desovar. Mas estudar este mapa é difícil. Os animais combinam prontamente múltiplos sentidos para navegar, combinando informações olfativas, visuais e magnéticas. “As borboletas monarca usam o campo magnético como reserva quando o sol não está visível “, indica por exemplo Christine Merlin.
Cada novo resultado recebe grande atenção e as discussões às vezes são tensas. Como aqueles sobre a existência de um sentido magnético nas moscas Drosophila. Michael Winklhofer ri: “Demonstramos que isso não é reproduzível e não faz sentido ecológico. Essas moscas seguem os humanos, por que precisariam de um sentido magnético? “
Christine Merlin é menos formal: “É possível que esse sentido magnético seja muito antigo na evolução, estaria preservado e forte nas espécies migrantes que o utilizam e mais residual em outras. “Além disso, as observações sugerem que cães solitários, como os terriers, podem sentir o campo magnético. No que diz respeito aos gatos, que sabemos que podem encontrar o caminho de casa viajando centenas de quilómetros, nenhum estudo testa a hipótese da magnetorecepção. Este sexto sentido continua a ser um mistério biológico que a ciência está apenas começando a desvendar.
Alguns humanos são sensíveis a campos magnéticos?
Esta é a hipótese maluca de Joseph Kirschvink, geofísico da prestigiada Universidade Caltech (Estados Unidos). Em 2016, ele convidou 34 voluntários para se sentarem numa sala impermeável ao campo magnético da Terra. Ele então os submeteu a um campo magnético rotativo enquanto registrava sua atividade cerebral. Para um terço deles, os cientistas mediram uma mudança significativa em certas ondas cerebrais, ondas alfa – que muitas vezes manifestam a integração de um sinal sensorial.
Em quatro voluntários, a intensidade das ondas caiu mais de 60%. “Os voluntários nos quais detectamos um sinal não estavam cientes dele. O que sugere que não é um significado “, diz Michael Winklhofer, da Universidade de Oldenburg (Alemanha). Porque, se não sabemos que estamos percebendo um fenômeno, ele não pode ser tratado como informação sensorial.
Contudo, ninguém questiona o rigor científico de Joseph Kirschvink. Ele até reproduziu seu experimento alguns meses depois e pediu a um colega da Universidade de Tóquio (Japão) que refazesse seu protocolo de forma independente. Com resultados semelhantes. No entanto, estas conclusões permanecem incongruentes para a comunidade de especialistas em magnetorecepção. E ninguém, nem mesmo Joseph Kirschvink, seguiu esta pista ou publicou novos dados em humanos. Onde tirar essa dúvida? “Não sinto o campo magnético e me perco facilmente. Mas esta é apenas minha experiência pessoal… “, brinca o neurobiólogo David Keyays.