Wie finden Tauben über große Distanzen zuverlässig den Weg nach Hause? Eine aktuelle Studie liefert eine überraschende Antwort: Der Orientierungssinn der Vögel könnte nicht im Gehirn oder in den Augen entstehen, sondern in der Leber.
Eisenreiche Immunzellen als Magnetsensoren
Forschende berichten, dass spezielle Immunzellen – sogenannte Makrophagen – in der Leber eine zentrale Rolle spielen. Diese Zellen bauen alte rote Blutkörperchen ab und reichern dabei Eisen an. Dadurch könnten sie in der Lage sein, das Erdmagnetfeld wahrzunehmen.
„Wir hatten überhaupt nicht erwartet, dass Immunzellen wie Sensoren für Magnetfelder wirken“, sagt Christian Kurts. „Unsere Ergebnisse enthüllen einen bisher unbekannten Mechanismus der magnetischen Wahrnehmung bei Tieren.“
Auch Martin Wikelski betont die Bedeutung der Ergebnisse: „Was bei der Navigation von Vögeln wie ein ‚Bauchgefühl‘ aussieht, könnte tatsächlich eine physikalische Grundlage haben.“
Leber zeigt stärkste magnetische Eigenschaften
Um den Ort der Magnetwahrnehmung zu identifizieren, untersuchten die Forschenden verschiedene Organe, darunter Augen, Schnabel, Gehirn sowie Leber und Milz. Dabei zeigte die Leber die höchste Eisenkonzentration und die stärkste magnetische Reaktion.
„Eisen ist in Oxid-Nanopartikeln kristallisiert, was die Zellen superparamagnetisch macht und sie auf Magnetfelder reagieren lässt. Die mit Abstand stärkste magnetische Reaktion haben wir in der Leber gemessen“, erklärt Ulf Wiedwald.
Weitere Analysen identifizierten schließlich die eisenhaltigen Makrophagen als entscheidende Zellen.
Einfluss auf das Navigationsverhalten
Verhaltensversuche mit trainierten Tauben lieferten zusätzliche Hinweise: Wurden die Lebermakrophagen beeinträchtigt, verloren die Tiere bei bewölktem Himmel ihren Orientierungssinn. War die Sonne sichtbar, fanden sie dennoch zurück, vermutlich mithilfe der Sonnenposition.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Tauben mehrere Orientierungssysteme kombinieren – darunter die Wahrnehmung des Erdmagnetfelds.
Verbindung zum Nervensystem
Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, dass die eisenreichen Makrophagen in unmittelbarer Nähe zu Nervenfasern liegen. Dies spricht dafür, dass die magnetischen Signale aus der Leber an das Gehirn weitergeleitet werden.
„Diese Ergebnisse liefern den ersten Beweis dafür, wie das Erdmagnetfeld im Körper wahrgenommen und an das Gehirn weitergeleitet werden kann, um die Bewegung zu steuern“, erklärt Clivia Lisowski.
Neues Verständnis der Tiernavigation
Die Studie verbindet Prozesse des Eisenstoffwechsels mit der Kommunikation zwischen Immun- und Nervensystem und eröffnet damit eine neue Perspektive auf die Navigation von Tieren.
„Wenn Immunzellen Teil der Richtungswahrnehmung von Vögeln sind, würde dies unser Verständnis von Navigation grundlegend verändern“, sagt Wikelski.
Viele Fragen bleiben offen, insbesondere zur Verarbeitung der Signale im Gehirn. Die Ergebnisse könnten jedoch auch für andere Tierarten relevant sein, die sich unabhängig von Licht orientieren.
Quelle: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
kcl
