Nenhuma evidência de efeitos do campo magnético no comportamento da Drosophila

Nature volume 620, páginas 595–599 (2023)Cite este artigo

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As aves canoras migratórias têm a notável capacidade de extrair informações direcionais do campo magnético da Terra1,2. O mecanismo exato deste sentido de bússola magnética dependente da luz, entretanto, não é totalmente compreendido. A hipótese mais promissora concentra-se na dinâmica de spin quântico de pares de radicais transitórios formados em proteínas criptocromo na retina . Frustrantemente, muitas das evidências que apoiam esta teoria são circunstanciais, em grande parte devido aos desafios extremos colocados pela modificação genética de aves selvagens. A Drosophila foi, portanto, recrutada como organismo modelo, e vários relatos influentes de efeitos do campo magnético mediados por criptocromo no comportamento das moscas foram amplamente interpretados como suporte para um mecanismo radical baseado em pares em aves 6,7,8,9,10,11, 12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Aqui relatamos os resultados de um extenso estudo testando os efeitos do campo magnético em 97.658 moscas movendo-se em um labirinto de dois braços e em 10.960 moscas realizando o comportamento de fuga espontâneo conhecido como geotaxia negativa. Sob condições meticulosamente controladas e com amostras de tamanhos vastos, não conseguimos encontrar evidências de comportamento magneticamente sensível em Drosophila. Além disso, após a reavaliação das abordagens estatísticas e dos tamanhos das amostras utilizados nos estudos que tentamos replicar, sugerimos que muitos – se não todos – dos resultados originais eram falsos positivos. Nossas descobertas, portanto, lançam dúvidas consideráveis ​​sobre a existência de detecção magnética em Drosophila e, portanto, sugerem fortemente que as aves canoras migratórias noturnas continuam sendo o organismo de escolha para elucidar o mecanismo de magnetorecepção dependente de luz.

A maior parte do nosso conhecimento sobre a magnetorecepção dependente da luz origina-se de aves canoras migratórias noturnas, que apresentam respostas de bússola altamente reprodutíveis quando testadas durante a estação migratória em gaiolas de orientação como os funis de Emlen e em vôo livre . Eles também parecem combinar a orientação da bússola para casa com um “sinal de parada” baseado na inclinação magnética para decidir onde terminar sua viagem de retorno28. Trabalhar com essas aves é um desafio porque elas não podem ser reproduzidas rotineiramente em cativeiro e muitas abordagens genéticas modernas são inaplicáveis. Estávamos, portanto, interessados ​​em ver relatos de que Drosophila apresenta comportamentos influenciados magneticamente6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Mesmo que o benefício evolutivo da exploração de pistas magnéticas não seja claro, um paradigma comportamental amplamente reproduzível para testar a magnetorecepção em Drosophila facilitaria muito a busca pelos mecanismos exatos, moléculas sensoriais, base genética e respostas neuronais a estímulos magnéticos. Seria muito mais difícil alcançar o mesmo nível de conhecimento e percepção usando apenas aves canoras migratórias noturnas. Decidimos, portanto, implementar dois dos ensaios comportamentais de Drosophila publicados em nossos próprios laboratórios.

Tentamos primeiro o ensaio de labirinto em forma de T de escolha binária de Gegear et al.6,7 e Foley et al.8 com uma réplica exata do aparelho original e seguindo os protocolos publicados e informações adicionais fornecidas pelos autores originais (Extended Dados Fig. 1). Um campo magnético de cerca de 500 µT foi aplicado em um braço do labirinto e nenhum campo magnético no outro, passando correntes idênticas paralelas e antiparalelas, respectivamente, através de bobinas idênticas enroladas duplamente. Este arranjo garante que quaisquer efeitos não magnéticos, como um pequeno aquecimento, sejam os mesmos nos dois braços. O aparelho, juntamente com tiras brancas, estava contido dentro de uma caixa de madeira colocada dentro de uma câmara eletromagneticamente protegida (4,0 × 5,0 × 2,5 m3) em um edifício de madeira que atenuava os campos de radiofrequência de fundo por um fator de pelo menos 105 (ref. 29). Desta forma, as moscas, testadas em grupos de aproximadamente 100, foram expostas ao campo estático produzido pelas bobinas e/ou ao campo magnético da Terra, mas não aos campos electromagnéticos de radiofrequência, que se descobriu interferirem com a capacidade das aves utilizarem os seus bússola magnética26,29,30.