Como o cérebro da borboleta-monarca sente o campo magnético da Terra

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Todos os anos, milhões de mariposa‑régio percorrem milhares de quilômetros, saindo do Canadá e dos Estados Unidos rumo às florestas de oyamel no México. Elas nunca fizeram esse caminho antes e ainda assim chegam ao mesmo tramontana geração depois geração. Porquê um inseto com um cérebro menor que um grão de arroz consegue realizar uma navegação tão precisa?

É essa pergunta que move uma série de experimentos descritos pelo The New York Times, envolvendo desde cirurgias cerebrais microscópicas até simuladores de voo ao ar livre. No núcleo da investigação está um dos sentidos menos compreendidos da biologia: a magnetorrecepção, a capacidade de detectar o campo magnético da Terreno.

Sentido magnético das monarcas: o que os cientistas já sabem

Pesquisadores sabem há décadas que animais usam múltiplas “bússolas” internas para se orientar. Entre elas estão a posição do Sol, o padrão da luz polarizada no firmamento e referências visuais do envolvente. O campo magnético terrestre, porém, continua sendo o mais sibilino desses sinais.

Segundo o neurocientista David Dreyer, da Universidade de Lund, esse é praticamente o último sentido ainda sem explicação completa. “Entendemos uma vez que podemos sentir cheiros, uma vez que podemos ver, uma vez que podemos ouvir, mas não entendemos uma vez que os animais conseguem perceber o campo magnético”, disse.

No caso das monarcas, há consenso de que elas possuem uma bússola, mas não um planta. Em outras palavras, sabem seguir uma direção (uma vez que sudoeste), mas não têm evidências de que saibam exatamente onde estão em relação ao tramontana.

A transmigração das borboletas-monarca é um evento que atrai não somente cientistas, mas também entusiastas da natureza. Neste vídeo, você pode visualizar uma aglomeração incrível de borboletas:

Cirurgia cerebral e voo controlado em campo cândido

Para investigar esse mecanismo, o neurobiólogo Robin Grob, da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia, realiza um experimento extremo: inserir eletrodos ultrafinos diretamente no cérebro da mariposa.

Os sensores são implantados no multíplice médio, região ligada à orientação espacial. Depois da cirurgia, a régio é levada cuidadosamente até um simulador de voo instalado ao ar livre, onde pode sovar asas enquanto o campo magnético ao volta é controlado artificialmente. Qualquer movimento brusco pode inutilizar horas de trabalho.

A teoria, explica Basil el Jundi, é permitir que o inseto “acredite” que está migrando de verdade. “Se quisermos entender a transmigração, precisamos colocar os animais no estágio comportamental correto”, explicou o neurocientista da Universidade de Oldenburg, tal qual laboratório projetou o experimento. 

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Genes, antenas e sensores invisíveis

Enquanto isso, outro grupo ataca o problema por um caminho dissemelhante. A cronobióloga Christine Merlin investiga quais genes tornam verosímil a sensibilidade magnética. Em um estudo publicado na Nature Communications, ela mostrou que o gene CRY1 é principal para essa resposta e que antenas e olhos participam da detecção do campo magnético.

Usando edição genética com CRISPR, sua equipe remove genes específicos e observa se as borboletas ainda conseguem se orientar. O objetivo é identificar a molécula exata onde ocorrem reações em nível quântico, um pouco que pode ter implicações tecnológicas no horizonte.

Por que isso importa além das borboletas

Entender uma vez que a régio navega pode ajudar a explicar a transmigração de aves, tartarugas marinhas e até levantar uma questão provocadora: será que humanos também possuem um siso magnético inconsciente?

Para o neurocientista Steven Reppert, que estuda monarcas há mais de 20 anos, as respostas vão além da curiosidade científica. Elas podem inspirar sistemas de navegação independentes de satélites, úteis em situações em que o GPS lapso.

Enquanto isso, cada experimento é uma aposta. Às vezes, os sinais cerebrais aparecem. Outras vezes, não. Mas quando surgem, podem revelar uma vez que um cérebro minúsculo lê um campo invisível e o transforma em uma jornada continental.

Porquê resume el Jundi, trata-se de uma grande proeza científica: encetar no nível molecular, passar pelo cérebro e terminar entendendo uma vez que a vida encontra caminhos no planeta.