Немецкие ученые обнаружили, что голуби используют специализированные иммунные клетки печени для восприятия магнитного поля Земли, то есть у них в организме фактически есть внутренняя система навигации. Эти клетки называются макрофаги и накапливают железо в ходе естественного процесса разрушения старых эритроцитов. Железо придает макрофагам уникальные магнитные свойства, которые позволяют реагировать на магнитное поле планеты.
«Мы совершенно не ожидали, что иммунные клетки могут действовать как сенсоры магнитных полей. Результаты исследования раскрывают ранее неизвестный механизм магнитного восприятия у животных», — говорит директор Института молекулярной медицины и экспериментальной иммунологии Университетской клиники Бонна, профессор Кристиан Куртс.
Долгие годы ученые знали, что почтовые голуби и перелетные птицы используют магнитное поле Земли как один из навигационных инструментов, но точный механизм оставался загадкой. Ранее специалисты предполагали, что птицы могут обнаруживать магнитные поля через светочувствительные молекулы в глазах или крошечные магнитные частицы в клюве, однако эти теории не получили убедительных экспериментальных подтверждений.
В новом исследовании ученые из Боннского университета, Университета Дуйсбурга-Эссена и Института поведения животных Макса Планка проанализировали различные органы птиц методами магнитометрии. Печень показала самую высокую концентрацию железа и дала сильнейший магнитный отклик.
«Железо кристаллизуется в виде оксидных наночастиц, делая клетки суперпарамагнитными и реагирующими на магнитные поля. Мы обнаружили самый сильный магнитный отклик именно в ткани печени», — объясняет профессор Университета Дуйсбурга-Эссена Ульф Видевальд.
Чтобы проверить роль макрофагов в навигации, ученые провели эксперимент с голубями, тренированными возвращаться в вольер с расстояния более двадцати километров. После удаления печеночных макрофагов птицы в пасмурные дни, когда солнце было скрыто, теряли чувство направления и с трудом находили дорогу домой. В солнечные дни они успешно возвращались, вероятно, полагаясь вместо магнитного поля на солнце.
Электронная микроскопия показала, что богатые железом макрофаги расположены близко к нервным волокнам, что указывает на возможный путь передачи магнитной информации от печени к нервной системе и мозгу. Открытие может иметь значение не только для изучения птиц — подобные механизмы могут существовать и у других видов животных.
«Навигация животных — одно из самых завораживающих природных явлений. Если иммунные клетки действительно участвуют в восприятии направления, это радикально меняет наше понимание того, как устроено ориентирование в пространстве», — подчеркивает директор Института поведения животных Макса Планка, профессор Мартин Викельски.
Ранее ученые выяснили, как фламинго ловят добычу при помощи гидродинамики .