Orientación magnética en bacterias y algas unicelulares.

La mejor y más completa documentación existente sobre la conexión entre comportamiento magnéticamente sensible y la presencia de Fe3O4 es para las bacterias acuáticas.
En 1975, Richard Blakemore, un microbiólogo, descubrió de forma casual en los sedimentos pantanosos unas bacterias que se desplazaban hacia un extremo de la gota de agua situada sobre la platina del microscopio. Inicialmente pensó que se movían en dirección a la luz, pero comprobó que pasaba lo mismo en ausencia de estímulo luminoso. Pronto comprobó que las bacterias se movían paralelamente a las líneas de campo magnético. Es decir, que su desplazamiento era sensible a la presencia de un campo magnético, por lo que las denominó magneto tácticas y al fenómeno magneto taxis. Demostró que las bacterias nadaban siempre a lo largo de las líneas del campo magnético.
La demostración de que existe un material ferromagnético es el hecho de que al aplicarles un campo magnético de 0.1 T se conseguía convertir bacterias buscadoras del norte en bacterias que nadaban hacia el sur. La razón es la inversión de la polaridad del imán interior. Los análisis de microscopio electrónica y otras técnicas demostraron que en el interior de las bacterias magneto tácticas había cristales de magnetita.
El conocer la inclinación del campo magnético terrestre con respecto a la superficie les sirve a las bacterias para determinar la dirección de mayor profundidad del agua o del fango, medio en el cual viven. Hay que tener en cuenta que las bacterias magneetotácticas son anaerobias o microaerofilas, por ello encontrar la dirección de máxima profundidad (donde hay menos concentración de oxígeno) es vital para ellas. A la escala de las bacterias los movimientos del agua al azar, las corrientes de convección, la agitación térmica, etc. Son mucho más importantes que el efecto de la gravedad ya que su peso es muy pequeño. Así, el detectar la componente vertical del campo magnético terrestre es para las bacterias la mejor forma de encontrar el fondo.
Estas bacterias son muy frecuentes, encontrándose en cualquier parte del mundo y con una gran diversidad de tipos morfológicos, lo que sugiere que el fenómeno es característico de un gran número de especies bacterianas. Poseen varías partículas, de 50 nanómetros, varias partículas aproximadamente cúbicas formadas casi enteramente de magnetita pura. Esta magnetita se encuentra en el citoplasma envuelto por una membrana biológica, lo que prueba que forma parte de un orgánulo especializado. Por esta razón, se las denominó magneto somas. Estas magnetos somas aparecen alineadas formando una cadena paralela al eje de movilidad de la bacteria. Las interacciones magnéticas entre partículas de la cadena tienden a orientar sus momentos bipolares magnéticos en paralelo a lo largo del eje de la cadena. Debido a la orientación paralela de los momentos, el momento total de la bacteria es la suma de los momentos de las distintas partículas. El resultado es la formación de un dipolo magnético bastante intenso que orienta a la bacteria paralelamente a las líneas del campo magnético local. Así, la orientación de la bacteria en el agua esta determinada por el equilibrio entre la fuerza magnética y las fuerzas aleatorias que tienen su origen en el movimiento térmico de las moléculas del agua.