As aves conseguem ver o campo magnético da Terra?

Uma bússola quebrada

Durante anos, os piscos-de-peito-ruivo do laboratório de aves de uma universidade alemã não conseguiam achar o caminho. Eram migrantes inquietos, prontos para viajar, mas suas direções se espalhavam para todos os lados. A causa acabou sendo o fraco ruído elétrico da cidade ao redor, cerca de mil vezes abaixo do que se considera seguro para as pessoas. Quando os cientistas revestiram as cabanas de madeira com alumínio aterrado, os piscos voltaram a encontrar o caminho.

Essa fraqueza é uma das melhores pistas de como funciona a bússola de uma ave, e a resposta pode ser uma reação quântica dentro do olho.

Voando às cegas

Só na América do Norte, bilhões de aves migram para o sul todo outono. Muitas das pequenas viajam no escuro. Num estudo de 2026 que rastreou 56 espécies de aves terrestres em quatro continentes, em média 82% dos voos migratórios aconteceram inteiramente à noite. Algumas aves voam distâncias impressionantes.

Em 2022, uma jovem ave limícola, um fuselo, voou do Alasca à Tasmânia em 11 dias, cerca de 13.560 quilômetros sem parar. Muitos migrantes de primeiro ano fazem a viagem sem um adulto para seguir. Eles podem usar o pôr do sol, as estrelas e pontos de referência ao longo do caminho. Mas as estrelas somem atrás das nuvens, e o mar aberto não tem pontos de referência.

O campo magnético da Terra está sempre lá, dia e noite, com qualquer tempo. A questão é se uma ave consegue senti-lo e, se sim, como.

Um funil e uma almofada de tinta

Para testar isso, basta uma ferramenta surpreendentemente simples. Em 1966, Stephen Emlen e seu pai, John, descreveram um funil de papel mata-borrão branco, colocado sobre uma almofada de tinta. Na época de migração, uma ave migratória engaiolada fica inquieta à noite e não para de pular nas paredes do funil. Cada pulo deixa uma pegada de tinta, e de manhã as pegadas apontam para onde a ave queria ir.

Pesquisadores alemães já vinham testando piscos-de-peito-ruivo em salas fechadas, onde as aves não podiam ver o céu. Mesmo assim, os piscos escolhiam a direção da estação. E quando o campo magnético em volta da gaiola era girado com bobinas elétricas, as aves giravam junto. Então o campo importava, mas a bússola do pisco se revelou muito diferente da nossa.

Uma bússola sem norte

A agulha de uma bússola de trilha aponta para o norte magnético. Em 1972, Wolfgang e Roswitha Wiltschko mostraram que a bússola do pisco ignora o norte e o sul magnéticos. As linhas do campo terrestre não são planas. Perto do equador magnético, elas correm quase paralelas ao chão, e perto dos polos magnéticos entram ou saem do chão bem inclinadas.

Os piscos estavam lendo essa inclinação. Quando os pesquisadores inverteram só o componente vertical do campo, as aves inverteram a direção. Quando inverteram o campo inteiro, de modo que o norte virou sul mas a inclinação continuou igual, as aves mantiveram a mesma direção. Ou seja, a bússola do pisco não diz norte ou sul.

Ela diz rumo ao polo ou rumo ao equador, e isso basta para escolher uma direção de migração. Então veio uma segunda surpresa: a bússola só funcionava quando havia luz.

Ela precisa de luz

Num estudo de 1993, olhos-brancos australianos se orientaram bem sob luz azul ou verde. Sob luz vermelha, perderam o rumo. Testes posteriores mostraram que ela funcionava até a luz verde, por volta de 565 nanômetros, e falhava a partir da luz amarela. Um sentido que depende da cor da luz fez do olho o lugar óbvio para procurar.

Uma reação que sente o campo

Muito antes disso, em 1978, o físico Klaus Schulten havia proposto como um sentido magnético poderia funcionar. A ideia dele era uma reação química iniciada pela luz. Quando a luz atinge certas moléculas, um elétron salta de uma parte para outra, deixando cada parte com um elétron desemparelhado, um arranjo que os químicos chamam de par radical. Cada elétron tem uma propriedade chamada spin, que se comporta como um ímã minúsculo.

Antes de a reação terminar, o par fica alternando entre dois estados de spin combinados. O produto que a reação forma depende de quanto tempo ela passa em cada estado. E um campo magnético altera esse tempo, conforme a posição da molécula no campo. O campo da Terra é fraco, entre cerca de 22 e 67 microteslas, e um ímã de geladeira é umas cem vezes mais forte.

Mas, no modelo de Schulten, até um campo tão fraco podia desequilibrar a balança. Em 2000, Schulten, Thorsten Ritz e Salih Adem sugeriram que a molécula poderia ser o criptocromo, uma proteína sensível à luz encontrada no olho. Se estivessem certos, a reação deveria ter um ponto fraco estranho: as ondas de rádio.

O ruído no campus

Um cristal magnético mal perceberia um sinal de rádio fraco. Um par radical perceberia, porque as ondas de rádio podem mexer com os spins dos elétrons. Em 2004, piscos testados em Frankfurt foram expostos a um campo de radiofrequência fraco na faixa dos megahertz, fraco demais para aquecer qualquer coisa. Eles perderam o rumo magnético.

Dez anos depois veio o resultado estranho de Oldemburgo, aquele do começo. A equipe de Henrik Mouritsen testava piscos em cabanas de madeira no campus, e por anos as aves não se orientavam. Quando as cabanas foram revestidas de alumínio e aterradas, o ruído de 50 quilohertz a 5 megahertz caiu cerca de cem vezes, e os piscos voltaram a se orientar. Quando o aterramento foi retirado, ou o ruído foi reintroduzido dentro da blindagem, eles se perderam de novo.

Os testes duraram sete anos, e quem avaliava as aves não sabia se a blindagem estava aterrada. Aves testadas longe da cidade não precisaram de blindagem nenhuma. Em 2023, o mesmo grupo testou outra ave canora, a toutinegra-de-barrete-preto, e encontrou onde o efeito para: em algum ponto entre cerca de 80 e 145 megahertz. É mais ou menos aí que um par radical numa proteína como o criptocromo deveria parar de responder.

Vendo o campo

Se o sensor está no olho, o sinal deveria seguir pela via visual. Em 2009, o grupo de Oldemburgo examinou uma pequena área do prosencéfalo do pisco chamada Cluster N. Ela processa informação visual e fica ativa à noite, quando as aves migram. Quando o Cluster N foi destruído dos dois lados, os piscos perderam a bússola magnética.

Eles ainda conseguiam se guiar pelo sol e pelas estrelas. Cortar um nervo que leva sinais do bico não mudou nada na bússola. Então a bússola parece passar pela visão. É possível que as aves vejam o campo como um padrão tênue sobreposto ao que enxergam, mas ninguém sabe como ele realmente aparece para elas.

O principal suspeito

O principal suspeito é uma proteína chamada criptocromo 4. No olho do pisco, ela fica nas partes dos cones que captam luz. E, nos piscos, o gene dela fica mais ativo nas épocas de migração, o que não acontece nas galinhas. Em 2021, uma equipe de Oldemburgo e Oxford produziu o criptocromo 4 do pisco em bactérias e o testou em laboratório.

Sua química ativada pela luz respondeu a um campo magnético, com mais força que a mesma proteína de galinhas ou pombos. Dentro dela, um elétron salta ao longo de uma cadeia de quatro aminoácidos para formar o par. Um estudo de 2024 com 363 genomas de aves encontrou sinais de que a seleção natural favoreceu mudanças no gene do criptocromo 4 em aves canoras. Mas a equipe do experimento de 2021 foi cautelosa.

A proteína foi testada isolada, em campos mais fortes que o da Terra. Como disse Mouritsen, ainda falta mostrar que isso acontece nos olhos das aves. E a questão está longe de resolvida. Em 2023, um estudo relatou efeitos magnéticos em neurônios de mosca-da-fruta, enquanto outro testou mais de 100.000 moscas e não encontrou efeito magnético no comportamento delas.

O ferro que não era

Havia também uma ideia rival: minúsculos cristais de ferro funcionando como agulhas de bússola. Em 1971, William Keeton colou pequenos ímãs nas costas de pombos-correio. Soltas a uma distância de 27 a 50 quilômetros, sob céu ensolarado, as aves experientes ainda se orientaram rumo a casa. Com o céu totalmente encoberto, ficaram desorientadas, o que sugere que a bússola solar vinha compensando o ímã.

Mais tarde, cientistas encontraram células ricas em ferro no bico dos pombos e acharam que tinham encontrado as agulhas. Em 2012, descobriu-se que essas células eram macrófagos, células do sistema imune que reciclam ferro. Mas o nervo do bico ainda pode transmitir algo magnético, não para a bússola, e sim para o mapa.

Bússola não é mapa

Uma bússola diz para que lado você está virado. Ela não diz onde você está. Entre 1948 e 1957, o biólogo holandês Albert Perdeck capturou estorninhos migratórios nos Países Baixos e levou mais de 14.000 deles para a Suíça. Anilhas numeradas nas patas, recuperadas depois, mostraram para onde as aves foram.

Os adultos corrigiram o curso e seguiram para suas áreas de inverno habituais, no noroeste da Europa. Os jovens continuaram voando na direção inata, oeste-sudoeste, e foram parar na Espanha e no sul da França. Os adultos tinham algo que os jovens ainda não tinham: um mapa. Num estudo publicado em 2013, rouxinóis-pequenos-dos-caniços levados 1.000 quilômetros para leste se voltaram para a área de reprodução quando testados em funis.

As aves com o ramo nervoso do bico cortado continuaram escolhendo a direção antiga, como se nunca tivessem saído do lugar. Depois, em 2017, pesquisadores na Rússia giraram o norte magnético 8,5 graus em relação à direção habitual, mantendo iguais a intensidade e a inclinação do campo. Esse campo existe perto da Escócia, não na Rússia. Rouxinóis-pequenos-dos-caniços adultos mudaram a direção em 151 graus, como se tivessem sido levados para lá.

Nem todo estudo de deslocamento concorda, e o sentido de mapa é ainda menos compreendido que a bússola.

Ainda sem solução

Então é assim que estão as coisas. Experimentos com piscos e outras aves canoras mostram uma bússola magnética que lê a inclinação do campo, precisa de luz e passa pela visão. Um ruído de rádio fraco pode desorientá-la, como seria de esperar de uma reação de par radical. Uma proteína do olho do pisco se comporta do jeito certo num tubo de ensaio.

Ninguém ainda a viu funcionar dentro de uma ave viva. Se funcionar, as aves migratórias estão lendo o planeta com uma reação que depende da física quântica. E o fraco ruído elétrico das nossas cidades pode bastar para embaralhá-la.