Імунні клітини допомагають голубам знаходити дорогу додому: вчені розкрили несподіваний механізм навігації
Поштові голуби століттями дивували людей своєю здатністю безпомилково повертатися до гнізда навіть після подорожей на сотні кілометрів. Попри десятиліття досліджень, механізм цієї дивовижної навігації залишався однією з найбільших загадок у біології.
Тепер науковці зробили несподіване відкриття: ключову роль у здатності голубів орієнтуватися в просторі можуть відігравати не спеціальні органи чуття чи мозок, а клітини імунної системи, розташовані в печінці.
Печінка виявилася своєрідним магнітним датчиком
У дослідженні, опублікованому в журналі Science, вчені зосередили увагу на макрофагах — клітинах імунної системи, які зазвичай відповідають за утилізацію старих еритроцитів.
Під час цього процесу в них накопичується залізо, яке з часом формує крихітні наночастинки оксиду заліза. Саме вони надають клітинам особливих магнітних властивостей.
Коли дослідники перевірили різні тканини голубів, саме печінка продемонструвала найсильнішу реакцію на магнітне поле Землі. Її показники значно перевершили результати, отримані для мозку, очей чи дзьоба — органів, які раніше вважалися головними кандидатами на роль «біологічного компаса».
Експеримент підтвердив важливість магнітного чуття
Щоб перевірити свою гіпотезу, вчені провели серію експериментів із поштовими голубами, навченими повертатися до голубника з відстані понад 20 кілометрів.
У частини птахів дослідники тимчасово усунули печінкові макрофаги. Після цього голубів випустили в різних погодних умовах.
Результати виявилися показовими. У похмурі дні, коли Сонце було приховане хмарами, птахи втрачали орієнтацію і рухалися хаотично. Натомість у ясну погоду вони успішно знаходили шлях додому, ймовірно використовуючи положення Сонця як навігаційний орієнтир.
Це свідчить про те, що магнітне чуття стає особливо важливим тоді, коли візуальні підказки недоступні.
Як сигнал потрапляє до мозку
Ще одне важливе відкриття було зроблено під час мікроскопічного аналізу тканин. Виявилося, що макрофаги з високим вмістом заліза розташовані поруч із нервовими волокнами.
Науковці припускають, що зміни магнітного поля впливають на наночастинки заліза всередині клітин, генеруючи електричні сигнали. Далі ці сигнали передаються через нервову систему до мозку, де й використовуються для навігації.
Фактично дослідники вперше описали можливий механізм взаємодії між імунною та нервовою системами, який дозволяє тваринам сприймати магнітне поле планети.
Відкриття може стосуватися не лише голубів
Автори дослідження вважають, що подібний механізм може існувати й у інших мігруючих тварин. Серед потенційних кандидатів — морські черепахи, акули, перелітні птахи та інші види, які здійснюють далекі подорожі без видимих орієнтирів.
Більше того, вчені не виключають, що певна чутливість до магнітного поля може існувати й у ссавців, включно з людиною, хоча наразі прямих доказів цього немає.
Новий погляд на можливості імунної системи
Відкриття демонструє, що клітини імунної системи можуть виконувати набагато більше функцій, ніж вважалося раніше. Дослідження відкриває новий напрямок у вивченні біологічної навігації та ролі заліза в роботі організму.
Цілком можливо, що механізми, які сьогодні допомагають голубам знаходити дорогу додому, у майбутньому допоможуть ученим краще зрозуміти приховані сенсорні можливості багатьох інших живих істот.