Como os pombos podem viajar centenas de milhas e ainda encontrar o caminho de casa tem intrigado os cientistas por décadas. Novas pesquisas sugerem que a resposta pode estar em um lugar inesperado: o fígado.
De acordo com um estudo publicado na Science, os pombos podem usar células imunológicas especializadas em seus fígados para detectar o campo magnético da Terra, proporcionando a eles um sistema de navegação interno.
Os pesquisadores descobriram que essas células, chamadas macrófagos, acumulam ferro ao degradar 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 em encontrar o caminho de casa, apontando para um papel desconhecido na navegação.
“Não esperávamos que células imunológicas agissem como sensores de campos magnéticos. Nossos resultados revelam um mecanismo desconhecido para percepção magnética em animais”, diz o Prof. Christian Kurts, 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 uma ‘intuição’ na navegação das aves pode ter uma base física,” acrescenta o Prof. Martin Wikelski, Diretor do Instituto Max Planck de Comportamento Animal e o outro co-autor sênior do estudo.
A Longa Busca pelo Sentido Magnético das Aves
Os cientistas há muito sabem que pombos-correio e aves migratórias usam o campo magnético da Terra como uma das várias ferramentas para navegação. No entanto, exatamente como os animais detectam esse campo continua sendo um dos maiores mistérios da biologia.
Ao longo dos anos, pesquisadores propuseram várias possibilidades. Algumas teorias sugeriam que as aves poderiam detectar campos magnéticos através de moléculas sensíveis à luz em seus olhos. Outros apontaram para pequenas partículas magnéticas em seus bicos. Apesar de anos de investigação, nenhuma das ideias recebeu confirmação experimental forte.
O novo estudo oferece uma explicação diferente, combinando expertise em 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 Demonstram Fortes Propriedades Magnéticas
Para determinar onde a percepção magnética poderia ocorrer, os pesquisadores examinaram vários órgãos que já foram relacionados à magnetoreceptoria, 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 celular magnética”.
“Tínhamos algumas pistas de que o fígado e o baço têm propriedades magnéticas, porque degradam glóbulos vermelhos e armazenam muito ferro no corpo,” diz a primeira autora Dr. 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 continha a maior concentração de ferro e produzia a resposta magnética mais forte.
“O ferro cristaliza em nanopartículas de óxido, tornando as células superparamagnéticas e reativas a campos magnéticos. Encontramos de longe a resposta magnética mais forte no tecido hepático,” acrescenta o Prof. Ulf Wiedwald, da Universidade de Duisburg-Essen.
Investigações adicionais revelaram que os macrófagos do fígado eram responsáveis por essas propriedades magnéticas.
Experimentos de Navegação Revelam um Papel Crítico
Os pesquisadores então testaram se os macrófagos realmente influenciam a navegação.
No MPI-AB em Konstanz, na Alemanha, os pombos foram treinados para retornar ao seu aviário a partir de locais a mais de vinte quilômetros de distância. Os cientistas removeram os macrófagos do fígado e monitoraram como as aves se saíram.
Os resultados dependiam do clima. Em dias nublados, quando o sol estava oculto, os pombos que não tinham os macrófagos perderam o senso de direção e tiveram dificuldades para navegar de volta. Em dias ensolarados, no entanto, conseguiram retornar, provavelmente confiando no sol como uma pista de navegação em vez do campo magnético da Terra.
Essas descobertas sugerem que as aves usam informações magnéticas juntamente com pistas solares para se orientar durante o voo.
Como os Sinais Magnéticos Podem Chegar ao Cérebro
Depois de estabelecer uma conexão entre as células do fígado e a navegação, os pesquisadores buscaram uma forma de como essas informações poderiam viajar para o cérebro.
Usando microscopia eletrônica, descobriram que os macrófagos ricos em ferro estão localizados próximos a fibras nervosas. Esse arranjo sugere um caminho possível pelo qual as informações magnéticas poderiam ser transmitidas do fígado para o sistema nervoso e, finalmente, para o cérebro.
Lisowski diz: “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 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 podem detectar campos magnéticos.
“A navegação animal é um dos fenômenos mais fascinantes da natureza,” diz Wikelski. “Se células imunológicas fazem parte de como as aves sentem a direção, isso mudaria fundamentalmente nossa compreensão sobre navegação.”
Implicações Além dos Pombos
Embora as descobertas respondam a perguntas importantes, muitas permanecem. Os pesquisadores ainda precisam determinar exatamente como o cérebro processa os sinais provenientes dessas células.
A descoberta também pode ter implicações mais amplas além dos pombos. Animais como tubarões são conhecidos por navegar efetivamente sem depender da luz, levantando a possibilidade de que mecanismos semelhantes possam existir em outras espécies.
Os pesquisadores sugerem que muitos animais, e talvez até humanos, possam responder a campos magnéticos de maneiras que ainda não são totalmente compreendidas.
