O segredo da incrível capacidade de navegação dos pombos estava escondido em seu fígado

Como os pombos conseguem viajar centenas de quilômetros e ainda encontrar o caminho de casa é um mistério que intriga os cientistas há décadas. Uma nova pesquisa sugere que a resposta pode estar em um lugar inesperado: o fígado.

Segundo um estudo publicado na revista Science, os pombos podem usar células imunológicas especializadas em seus fígados para detectar o campo magnético da Terra, o que lhes proporciona um sistema de navegação interno.

Pesquisadores descobriram que essas células, chamadas macrófagos, acumulam ferro enquanto decompõem glóbulos vermelhos antigos. O ferro confere às células propriedades magnéticas únicas que podem permitir que elas respondam ao campo magnético do planeta. Quando as células foram removidas, os pombos tiveram dificuldade para encontrar o caminho de casa, indicando uma função até então desconhecida na navegação.

“Não esperávamos que as células imunes agissem como sensores de campos magnéticos. Nossos resultados revelam um mecanismo até então desconhecido de percepção magnética em animais”, afirma o Prof. Christian Kurts, Diretor do Instituto de Medicina Molecular e Imunologia Experimental do Hospital Universitário de Bonn e um dos coautores seniores do estudo.

“O que parece ser uma ‘intuição’ na navegação das aves pode, na verdade, ter uma base física”, acrescenta o Prof. Martin Wikelski, Diretor do Instituto Max Planck de Comportamento Animal e o outro coautor sênior do estudo.

A longa busca pelo sentido magnético das aves

Os cientistas sabem há muito tempo que os pombos-correio e as aves migratórias usam o campo magnético da Terra como uma das várias ferramentas de navegação. No entanto, a forma exata como os animais detectam esse campo continua sendo um dos maiores mistérios da biologia.

Ao longo dos anos, pesquisadores propuseram diversas possibilidades. Algumas teorias sugeriam que as aves poderiam detectar campos magnéticos através de moléculas fotossensíveis em seus olhos. Outras apontavam para minúsculas partículas magnéticas em seus bicos. Apesar de anos de investigação, nenhuma das ideias recebeu forte confirmação experimental.

O novo estudo oferece uma explicação diferente, combinando conhecimentos de imunologia, física e comportamento animal. A equipe de pesquisa incluiu cientistas da Universidade de Bonn, do Hospital Universitário de Bonn, da Universidade de Duisburg-Essen e do Instituto Max Planck de Comportamento Animal (MPI-AB).

Células hepáticas ricas em ferro apresentam fortes propriedades magnéticas.

Para determinar onde a detecção magnética poderia ocorrer, os pesquisadores examinaram múltiplos órgãos que já haviam sido associados à magnetorrecepção, incluindo os olhos, o bico e o cérebro. Eles também analisaram o fígado e o baço usando técnicas conhecidas como “magnetometria de amostra vibratória” e “separação magnética de células”.

“Tínhamos alguns indícios de que o fígado e o baço possuem propriedades magnéticas, pois decompõem os glóbulos vermelhos e, assim, armazenam muito ferro no organismo”, afirma a primeira autora, Dra. Clivia Lisowski, da Universidade de Bonn e do Hospital Universitário de Bonn, que liderou o trabalho imunológico.

Os resultados foram impressionantes. Entre todos os tecidos estudados, o fígado apresentou a maior concentração de ferro e produziu a resposta magnética mais forte.

“O ferro se cristaliza em nanopartículas de óxido, tornando as células superparamagnéticas e reativas a campos magnéticos. Descobrimos, de longe, a resposta magnética mais forte no tecido hepático”, acrescenta o Prof. Ulf Wiedwald, da Universidade de Duisburg-Essen.

Investigações posteriores revelaram que os macrófagos hepáticos eram responsáveis ​​por essas propriedades magnéticas.

Experimentos de navegação revelam um papel crucial

Em seguida, os pesquisadores testaram se os macrófagos realmente influenciam a navegação.

No MPI-AB em Konstanz, Alemanha, pombos foram treinados para retornar ao seu viveiro a partir de locais a mais de vinte quilômetros de distância. Os cientistas removeram os macrófagos do fígado e monitoraram o desempenho das aves.

Os resultados dependiam do clima. Em dias nublados, quando o sol estava encoberto, os pombos que não possuíam macrófagos perdiam o senso de direção e tinham dificuldade para voltar para casa. Em dias ensolarados, no entanto, eles retornavam com sucesso, provavelmente utilizando o sol como referência de navegação em vez do campo magnético da Terra.

Essas descobertas sugerem que as aves usam informações magnéticas juntamente com pistas solares para se orientarem durante o voo.

Como os sinais magnéticos podem chegar ao cérebro

Após estabelecer uma ligação entre as células do fígado e a navegação, os pesquisadores procuraram uma maneira de a informação chegar ao cérebro.

Utilizando microscopia eletrônica, eles descobriram que os macrófagos ricos em ferro se localizam próximos às fibras nervosas. Essa disposição sugere uma possível via pela qual a informação magnética poderia ser transmitida do fígado para o sistema nervoso e, finalmente, para o cérebro.

Lisowski afirma: “Essas descobertas fornecem a primeira evidência concreta de como o campo magnético da Terra pode ser percebido dentro do corpo e transmitido ao cérebro para guiar o movimento.”

O estudo reúne diversos processos biológicos bem estabelecidos, incluindo o metabolismo do ferro e a comunicação entre os sistemas imunológico e nervoso, para ajudar a explicar como os animais podem detectar campos magnéticos.

“A navegação animal é um dos fenômenos mais fascinantes da natureza”, diz Wikelski. “Se as células imunológicas fazem parte de como as aves percebem a direção, isso mudaria fundamentalmente a forma como entendemos a navegação.”