Zagadka bezbłędnej nawigacji gołębi wreszcie rozwiązana. Ich „wewnętrzny GPS” znajduje się w... wątrobie

W artykule opublikowanym na łamach prestiżowego czasopisma „Science” niemieccy naukowcy dowodzą, że specyficzne komórki wątroby gołębi reagują na pole magnetyczne Ziemi. Pełnią funkcję wewnętrznego kompasu, bez którego ptaki tracą orientację w terenie. W badaniach brali udział immunolodzy z Uniwersytetu i Szpitala Uniwersyteckiego w Bonn, fizycy z Uniwersytetu Duisburg-Essen oraz ornitolodzy z Instytutu Zachowania Zwierząt Maxa Plancka. Tajemnice nawigacji gołębi powoli się przed nami odsłaniają.

Komórki wątroby z wewnętrznym magnesem

Za wykrywanie pola magnetycznego odpowiadają makrofagi – komórki odpornościowe, które np. utylizują zużyte czerwone krwinki. Przy tej okazji w ich wnętrzach gromadzi się żelazo. Profesor Ulf Wiedwald z Uniwersytetu Duisburg-Essen wyjaśnia, że pierwiastek ten krystalizuje się w komórkach, umożliwiając reakcje na bodźce magnetyczne.

Spośród wszystkich analizowanych tkanek (w tym oczu, dzioba, mózgu i śledziony), to właśnie w wątrobie naukowcy odnotowali najwyższe stężenie żelaza i najsilniejszą reakcję magnetyczną. Prof. Christian Kurts ze Szpitala Uniwersyteckiego w Bonn opowiada, że nikt nie podejrzewał układu odpornościowego o pełnienie funkcji „zmysłowych”. Z kolei prof. Martin Wikelski z Instytutu Maxa Plancka żartuje że intuicja, w języku angielskim określana jako gut feeling, czyli „przeczucie z brzucha”, zyskała właśnie naukowe uzasadnienie.

Gołębie gubią się w pochmurne dni

Aby zweryfikować rolę żelaza w makrofagach, naukowcy przeprowadzili eksperyment na gołębiach wyszkolonych do powrotów do wolier z odległości ponad 20 kilometrów. Części ptaków podano klodronian – substancję usuwającą makrofagi z organizmu.

Wyniki okazały się jednoznaczne: w słoneczne dni obie grupy gołębi (zarówno te bez makrofagów, jak i zdrowe) bez problemu trafiały do celu – orientowały się według pozycji Słońca. Jednak gdy niebo było zachmurzone, ptaki pozbawione makrofagów traciły orientację i gubiły drogę, podczas gdy grupa kontrolna bezbłędnie wracała do domu. A zatem mamy dowód, że zmysł magnetyczny i nawigacja słoneczna to dwa różne, choć współdziałające systemy u gołębi.

Autostrada informacyjna z wątroby do mózgu

Pozostało jeszcze ustalić, jak sygnały z jamy brzusznej docierają do układu nerwowego. Za pomocą mikroskopu elektronowego zespół zaobserwował, że bogate w żelazo makrofagi bezpośrednio stykają się z włóknami nerwowymi. Tworzy to wyjątkową anatomiczną ścieżkę, która pozwala „przesyłać dane” prosto do mózgu.

Tego odkrycia nie byłoby, gdyby nie interdyscyplinarne badania. Spięły w całość wiedzę o metabolizmie żelaza, układzie odpornościowym i neurologii. Badacze sugerują, że analogiczne mechanizmy mogą działać u innych gatunków migrujących bez dostępu do światła, na przykład u rekinów, a niewykluczone, że w pewnym stopniu dotyczą również ludzi.

Źródło: Science

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.