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O ambiente físico contém múltiplas magnitudes que transportam informações: campos eletromagnéticos (luz, rádio, infravermelho), ondas mecânicas (som, vibração, sísmica), campos térmicos (fluxo de calor, gradientes de temperatura), gradientes de concentração química, campo gravitacional e campo magnético da Terra. Cada tipo de sinal se propaga com suas próprias leis físicas e oferece informações diferentes sobre o meio ambiente.

A lei do inverso do quadrado I(r) = P/(4r²) é uma das mais universais: aplica-se à radiação eletromagnética, ao som no espaço livre e aos odores na ausência de convecção. Determina o alcance efetivo de qualquer sensor: duplicar a distância reduz a intensidade em um quarto. Os organismos que detectam sinais fracos desenvolveram receptores altamente sensíveis para compensar esta atenuação.

Ondas mecânicas transportam energia cinética e potencial em proporções iguais: u_mec = ½(/t)² + ½K(/x)². Na água ( 1000 kg/m³, K 2,2 GPa), o som viaja a 1480 m/s e é muito menos atenuado do que no ar, o que explica a supremacia da audição subaquática em peixes e cetáceos.

Gradientes de concentração química se dispersam por difusão seguindo a solução de Fick para fonte pontual: C (Dt)^(-3/2)·exp(-r²/4Dt). Esta dependência implica que o sinal químico chega posteriormente a uma distância maior e é diluído com r². Os gradientes de concentração são a única quantidade física que os quimiorreceptores (nariz, paladar, antenas) podem detectar diretamente.

O campo magnético da Terra B_T 2565 T é usado por inúmeras espécies (aves migratórias, tartarugas, bactérias) como referência de orientação absoluta. Sua variação espacial é lenta (escala de 100 km), o que o torna muito estável como bússola, mas pouco útil para localização precisa. A detecção biológica requer sensores com resolução nT.

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