Como os pombos conseguem voar centenas de quilômetros e ainda assim encontrar o caminho de casa tem intrigado os cientistas há décadas. Novas pesquisas sugerem que a resposta pode estar em um lugar inesperado: o fígado.
De acordo com publicado em ciênciaos pombos podem usar células imunológicas especiais em seus fígados para detectar o campo magnético da Terra, fornecendo-lhes um sistema de navegação interno.
Os pesquisadores descobriram que essas células, chamadas macrófagos, acumulam ferro enquanto decompõem os glóbulos vermelhos velhos. O ferro confere às células propriedades magnéticas únicas, permitindo-lhes responder ao campo magnético da Terra. Quando as células foram removidas, os pombos tiveram dificuldade em encontrar o caminho de casa, sugerindo que os pombos desempenham um papel até então desconhecido na navegação.
“Não tínhamos ideia de que as células imunológicas agiriam como sensores de campo magnético. Nossos resultados revelam um mecanismo até então desconhecido de detecção magnética em animais”, diz o professor Christian Kurtz, diretor do Instituto de Medicina Molecular e Imunologia Experimental do Hospital Universitário de Bonn e um dos co-autores seniores do estudo.
“O que parece ‘intuitivo’ na navegação das aves pode, na verdade, ter uma base física”, acrescentou o professor Martin Wijski, diretor do Instituto Max Planck de Comportamento Animal e outro co-autor sênior do estudo.
Uma exploração de longo prazo da indução magnética em aves
Os cientistas sabem há muito tempo que os pombos-correio e as aves migratórias usam o campo magnético da Terra como uma das suas ferramentas de navegação. No entanto, a forma exacta como os animais detectam este campo magnético continua a ser um dos maiores mistérios da biologia.
Ao longo dos anos, os pesquisadores propuseram várias possibilidades. Algumas teorias sugerem que as aves podem detectar campos magnéticos através de moléculas sensíveis à luz nos seus olhos. Outros apontam para minúsculas partículas magnéticas em seus bicos. Apesar de anos de pesquisa, nenhuma das ideias recebeu forte confirmação experimental.
O novo estudo combina conhecimentos em imunologia, física e comportamento animal para oferecer uma explicação diferente. A equipe de pesquisa inclui 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 exibem forte magnetismo
Para determinar onde a magnetorecepção pode ocorrer, os pesquisadores examinaram vários órgãos previamente implicados na magnetorecepção, incluindo o olho, o bico e o cérebro. Eles também analisaram o fígado e o baço usando técnicas de “magnetometria de amostra vibratória” e “separação magnética de células”.
“Temos algumas pistas de que o fígado e o baço são magnéticos porque decompõem os glóbulos vermelhos e, portanto, armazenam grandes quantidades de ferro no corpo”, disse a primeira autora, Dra. Clivia Lisowski, da Universidade de Bonn e do Hospital Universitário de Bonn, que liderou o trabalho de imunologia.
Os resultados são impressionantes. De todos os tecidos estudados, o fígado continha a maior concentração de ferro e produzia a resposta magnética mais forte.
O professor Ulf Wiedwald, da Universidade de Duisburg-Essen, acrescentou: “O ferro cristaliza nas nanopartículas de óxido, tornando as células superparamagnéticas e responsivas aos campos magnéticos. Até o momento, encontramos a resposta magnética mais forte no tecido do fígado.”
Outras pesquisas mostraram que os macrófagos do fígado eram responsáveis por esses magnetismos.
Experimento de navegação revela papel fundamental
Os pesquisadores então testaram se os macrófagos realmente afetavam a navegação.
No MPI-AB em Konstanz, Alemanha, os pombos são treinados para retornar ao aviário a mais de vinte quilômetros de distância. Os cientistas removeram macrófagos do fígado e monitoraram o desempenho das aves.
Os resultados dependem do clima. Em dias nublados, quando o sol está escondido, os pombos sem macrófagos ficam desorientados e têm dificuldade em voltar para casa. No entanto, eles conseguiram retornar em um dia ensolarado, possivelmente contando com o Sol, e não com o campo magnético da Terra, como pista de navegação.
As descobertas mostram que as aves usam informações magnéticas e sinais solares para se orientarem durante o voo.
Como os sinais magnéticos chegam ao cérebro
Depois de estabelecer uma ligação entre as células do fígado e a navegação, os pesquisadores procuraram uma forma de transmitir mensagens ao cérebro.
Usando microscopia eletrônica, eles encontraram macrófagos ricos em ferro localizados próximos às fibras nervosas. Este arranjo sugere um possível caminho pelo qual as mensagens magnéticas podem ser transmitidas do fígado para o sistema nervoso e, finalmente, para o cérebro.
“Essas descobertas fornecem a primeira evidência concreta de como o campo magnético da Terra é detectado dentro do corpo e transmitido ao cérebro para guiar o movimento”, disse Lisovsky.
O estudo reúne vários 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 detectam campos magnéticos.
“A navegação animal é um dos fenômenos mais fascinantes da natureza”, disse Wikelski. “Se as células imunológicas fizerem parte da forma como os pássaros percebem a direção, isso mudaria fundamentalmente a nossa compreensão da navegação”.
Impactos além das aves
Embora as descobertas respondam a questões importantes, muitas questões permanecem. Os pesquisadores ainda precisam determinar como o cérebro processa os sinais dessas células.
A descoberta também pode ter implicações mais amplas além dos pombos. Sabe-se que animais como os tubarões navegam de forma eficiente sem depender da luz, levantando a possibilidade de existirem mecanismos semelhantes noutras espécies.
Os investigadores dizem que muitos animais, e até mesmo humanos, podem responder aos campos magnéticos de formas que ainda não são totalmente compreendidas.
