Исследователям давно известно, что перелетные и почтовые птицы ориентируются по магнитным полям Земли, особенно в ночное время или в условиях плотной облачности, когда визуальные ориентиры и солнечный свет недоступны. Однако точное местонахождение органов магниторецепции — способности чувствовать магнитное поле — и сам механизм этого процесса оставались предметом острых научных дискуссий. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, доказывает, что в печени голубей находятся богатые железом иммунные клетки, которые помогают птицам определять направление и передавать эту информацию в мозг.
Три теории навигации птиц
До последнего времени в научном сообществе рассматривались три основные гипотезы того, как именно птицы взаимодействуют с геомагнитным полем планеты:
- Механизм по принципу обычного компаса: частицы железа в верхней части клюва реагируют на магнитное притяжение и передают сигнал через крупный черепной нерв.
- Клеточный метод: ионные каналы в клетках, чувствительные к электрическому напряжению, позволяют фиксировать изменения магнитного поля.
- Сетчаточный метод: химические реакции в пигментах сетчатки глаза активируются под воздействием света, позволяя птицам буквально «видеть» магнитные линии, хотя этот способ работает только при освещении.
Магнитные свойства иммунных клеток
По словам соавтора работы Кливии Лисовски из Боннского университета, определенные подсказки указывали на печень и селезенку, поскольку эти органы отвечают за распад эритроцитов и хранят значительные запасы железа в организме. В обзоре отмечается, что макрофаги — клетки иммунной системы, участвующие в очистке организма от продуктов распада — обладают суперпарамагнитными свойствами, что делает их крайне чувствительными к внешним полям.
В ходе исследования ученые проанализировали ткани печени, селезенки, глаз, клюва и мозга голубей. Для обнаружения ферритина — белка, в котором запасается железо после распада эритроцитов — использовалось специальное окрашивание и методы магнитной сепарации. Результаты тестирования показали, что самая высокая концентрация железа и наиболее мощный магнитный отклик зафиксированы именно в тканях печени.
Результаты полевых испытаний
Для подтверждения гипотезы ученые провели эксперимент с участием 34 голубей. Птиц обучили возвращаться домой по маршруту длиной 19 километров. После завершения тренировок половине птиц ввели препарат для временного снижения активности макрофагов в печени, в то время как остальные составили контрольную группу.
Испытание проводилось в пасмурный день, когда солнце было полностью закрыто облаками, что исключало возможность визуальной ориентации. Наблюдения за полетом показали существенные различия в навигационном поведении птиц, что подтверждает роль печеночных клеток в системе биологического позиционирования.
