Новая теория утверждает, что она разрешила загадку, мучившую биологов на протяжении десятилетий. Как домашние голуби считывают магнитное поле Земли? Ответ: их печень. А точнее — иммунные клетки внутри нее, содержащие железо.
Гипотеза смелая и новая. И большинство экспертов считают, что она, скорее всего, ошибочна.
Исследование вышло сегодня в журнале Science. В нем утверждается, что у голубей в печени есть макрофаги, насыщенные железом. Когда исследователи уничтожили эти специфические клетки с помощью препарата, птицы безнадежно терялись в облачные дни.
Мартин Вике́льски — один из ведущих авторов исследования. Он оптимистично настроен. Ученый работает в Институте Макса Планка в Германии и считает, что эта находка согласуется со всеми имеющимися на данный момент доказательствами.
«Мы полагаем, что наши открытия согласуются со всеми существующими доказательствами».
Он полагает, что это касается не только голубей. Пчел, летучих мышей, а возможно, и других млекопитающих. Если это правда, это изменит все, что мы знаем о навигации в животном мире.
Других ученых эта новость не впечатлила. Джо Киршвинк из Калифорнийского технологического института (Caltech) уже давно изучает магнитное восприятие у животных. Он говорит, что не уверен в правоте авторов. Более того, он удивлен, что эта статья прошла рецензирование в Science.
Механизм, описанный в работе, опирается на макрофаги. Представьте их как пылесосы организма. Когда красные кровяные клетки отмирают, они оставляют после себя железо. Если железо остается там слишком долго, оно может вызвать воспаление. Макрофаги очищают кровь, собирая это железо и храня его до тех пор, пока организм не переработает его обратно в костный мозг.
У людей эти богатые железом клетки в основном находятся в селезенке. У голубей ситуация другая. Команда использовала мощный магнит — значительно сильнее естественного поля Земли — для сканирования птиц. Они обнаружили, что печень была полна магнитных макрофагов. Эти клетки находились прямо рядом с нервными окончаниями. Такая близость предполагает способ передачи сигнала в мозг.
Чтобы проверить, важны ли эти клетки для навигации, исследователи взяли отряд обученных голубей. Эти птицы летят домой в Радофельц с расстояния 20 километров. Легкая задача. Голубям дали препарат, убивающий макрофаги печени. Затем их выпустили в полет в облачный день. Без солнца. Без визуальных ориентиров. Только магнитное поле.
Птицы не справились. Клавия Лизовски говорит, что это было сумасшествие. Они летели во всех направлениях. У них не было понятия, куда идти.
Но здесь есть подвох.
Статья не объясняет как. Магнитное поле Земли слабое. Очень слабое. Железо в макрофагах обычно слабо реагирует на такие слабые поля. Как эти клетки могли бы сообщить птице, что она смотрит на север, а не на юг?
Лизовски признает, что они не знают. Она говорит, что любой ответ сейчас — это лишь спекуляция. У них есть гипотеза, но механика процесса отсутствует.
Это создает проблему. Большую.
В 2012 году известное исследование в журнале Nature опровергло похожую идею о том, что у голубей в клювах есть рецепторы магнетита. Оказалось, что это вообще не нейроны-компасы. Это были макрофаги. И предыдущие исследования показывают, что такой тип железа не подходит для восприятия магнитного поля Земли.
Текущая команда пытается обойти эту проблему, используя термин «сверхпарамагнетизм». Это квантовый эффект, заставляющий железо сильнее реагировать на магниты. Теоретически это правдоподобно. В магните лаборатории — да. В реальном мире? Возможно.
Карл Мейер изучает акул и их навыки навигации. Он говорит, что нет доказательств того, что это позволит клетке эффективно посылать сигнал нейрону. Он сохраняет скептицизм. В основном потому, что в этой области было слишком много «побед», которые впоследствии развалились.
«Специфические механизмы, с помощью которых организмы обнаруживают… магнитные поля, являются одной из величайших оставшихся загадок биологии».
Мейер не одинок в своих сомнениях. Киршвинк говорит, что физические модели для таких рецепторов, по сути, уперлись в тупик много лет назад. Многие люди пытались. Никто не доказал свою правоту.
Затем есть Паскаль Малькемпер. Он изучает слепышей-рынок. Он находит результаты навигации интересными. Уничтожение макрофагов сломало навигацию. Это сильная корреляция.
Но голуби используют не только магнитные поля. Они используют зрение. Обоняние. Ориентиры на местности.
Малькемпер подозревает, что магнитное чувство — это запасной план птицы. Крайняя мера. Если убрать его, птица должна все равно ориентироваться по другим признакам. Но подождите.
В исследовании отмечено нечто странное. Если лечить птиц препаратом в солнечный день, они находят дорогу домой. Солнце помогает им обойти сломанный магнитный компас. Киршвинк указывает, что мотивация также меняется в солнечные дни.
Малькемпер задается вопросом, не сделал ли сам препарат птиц больными или не вызвал ли у них стресс. Если они взволнованы, возможно, они не могут сосредоточиться ни на каком ориентире. Он называет доказательства корреляционными. А не причинно-следственными.
Авторы пытались исправить это, проверяя птиц в туманные дни. Мало ориентиров. Мало запахов, которые могли бы их отвлечь. Все еще нет доказательства причины.
Итак, мы снова зашли в тупик.
Викельски хочет, чтобы мы поверили, что печень — это компас. Данные наводят на мысль. Птицы терялись. Эта часть реальна. Но «как» это работает — полностью теоретически. Физика кажется шаткой многим экспертам. Химия накопления железа сложна и часто неправильно понимаема.
Мы, возможно, ищем в правильном месте. А, возможно, и нет.
Малькемпер считает, что стоит посмотреть, даже если это рискованно. Мы проверяли глаз. Мы проверяли внутреннее ухо. Теперь мы проверяем печень. Наука медленная. Она исправляет сама себя.
Пока что голуби просто летают. А мы не знаем, почему они поворачивают налево, когда мы говорим им об этом.
