Anche il pettirosso usa la meccanica quantistica (seconda parte)

Anche il pettirosso usa la meccanica quantistica (seconda parte)

Sfruttando il campo magnetico terrestre e la meccanica quantistica, i pettirossi riescono a compiere lunghi viaggi senza “indicazioni”

Eccoci alla seconda e ultima parte del nostro viaggio in compagnia del pettirosso quantistico. Come promesso, sotto troverete un breve riassunto della prima, ma se preferite invece rileggerla per rinfrescarvi la memoria, la potete trovare qui.

Nell’articolo precedente abbiamo assorbito un sacco di informazioni, quindi prima di procedere ricapitoliamo brevemente i punti salienti:

  • I pettirossi migrano usando le “indicazioni” fornite loro dal campo magnetico terrestre (un fenomeno detto magnetoricezione);
  • Ciò avviene perché il campo magnetico scatena nel pettirosso una reazione chimica, cioè una rottura dei legami tra molecole;
  • Quando una molecola viene scissa, si crea una coppia di radicali liberi, cioè molecole con un elettrone spaiato, con spin opposti;
  • I radicali sono altamente instabili e tenderanno a riunirsi, a meno che uno dei due elettroni non cambi spin per qualche motivo;
  • Uno di questi motivi è l’interazione (detta iperfine) col nucleo di un atomo, che crea una sovrapposizione tra i due stati possibili (spin opposti o uguali), che col tempo può “collassare” in uno dei due.
Crediti: Ylanite Koppens / Pixabay

Una bussola quantistica

A questo punto siamo in grado finalmente di chiudere il cerchio: questa “oscillazione” tra stati è esattamente ciò che il campo magnetico terrestre, nonostante la sua debolezza, è in grado di influenzare.

Infatti, dato che contengono una piccola carica magnetica dovuta al loro spin, gli elettroni sono influenzati dal campo magnetico della Terra un po’ come l’ago di una bussola: tale, debole influenza è sufficiente ad alterare lo stato della sovrapposizione quantistica.

Ma ora che sappiamo che il campo magnetico terrestre è capace di dire la sua in merito alla ricombinazione o meno delle coppie di radicali, come collegare tutto ciò al nostro pettirosso?

La risposta è stata trovata pochissimi anni fa e lascia ancora qualche dubbio aperto, ma il meccanismo biologico che ha tutta l’aria di essere responsabile della capacità dell’uccello di percepire l’influenza del campo magnetico è incentrato su una grossa proteina chiamata criptocromo.

Criptocromi e Cluster N

Ecco come funziona il tutto: quando la luce colpisce i criptocromi nell’occhio del pettirosso, alcuni elettroni vengono spaiati, portando alla creazione di coppie di radicali che, come esperimenti specifici hanno dimostrato, rispondono al magnetismo non solo nelle piante e nel noto batterio E. coli, ma anche negli uccelli.

Ma manca ancora qualcosa: in che modo tale meccanismo è in grado di dare indicazioni al pettirosso? Il punto fondamentale è che i criptocromi vengono “attivati” solo quando la luce li colpisce con un angolo specifico.

In particolare, le molecole di criptocromo attivate cambiano leggermente forma e un’apposita parte del cervello degli uccelli, detta Cluster N, è ritenuta responsabile della percezione di tale cambiamento e, quindi, della gestione della magnetoricezione.

I limiti della ricerca

Questa, bisogna ammetterlo, è la parte più controversa: il Cluster N pare sia più attivo negli uccelli che migrano di notte, facendo pensare che funzioni come una sorta di “vista magnetica” notturna, complementare a quella normale durante il giorno, ma le prove in merito sono ancora limitate.

Inoltre, non è ancora ben chiaro in che modo il messaggio proveniente da un criptocromo attivato viaggi dagli occhi al cervello del pettirosso: si pensa possa “ricevere un passaggio” da parte del nervo ottico, ma ciò non è ancora stato dimostrato in laboratorio.

Insomma, c’è ancora da lavorare, ma d’altronde il campo della biologia quantistica è tanto affascinante, quanto nuovo: non resta che perseverare, coscienti però di avere preziosi “alleati” nella sperimentazione, come le piante (ne ho parlato qui) e i pettirossi.

(Originariamente pubblicato su Storie Semplici. Il titolo dell’autore potrebbe essere modificato dalla redazione)

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Pubblicato da Girolamo Castaldo

I miei interessi principali sono scacchi, sci, anime, manga, videogiochi, musica e (astro)fisica. Storie Semplici: http://storiesemplici.substack.com

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