Postduiven lijken een kompas in hun lever te hebben: ijzerrijke immuuncellen helpen hen koers houden op bewolkte dagen.
Hoe postduiven na tientallen of zelfs honderden kilometers toch weer thuiskomen is al lang een raadsel. Onderzoekers dachten eerder vooral aan de ogen, de snavel of de hersenen. Een nieuw onderzoek wijst echter naar een veel onverwachtere plek: de lever.
In een studie in Science beschrijven onderzoekers dat speciale immuuncellen in de lever van duiven mogelijk reageren op het magnetisch veld van de aarde. Die cellen heten macrofagen. Normaal ruimen ze oude rode bloedcellen op. Daarbij slaan ze ijzer op. En juist dat ijzer kan de cellen gevoelig maken voor magnetische velden.
“We hadden helemaal niet verwacht dat immuuncellen als sensoren voor magnetische velden zouden werken”, zegt professor Christian Kurts van het University Hospital Bonn. “Onze resultaten laten een tot nu toe onbekend mechanisme zien voor magnetische waarneming.”
Aardmagnetisch veld
Wetenschappers weten al tientallen jaren dat trekvogels en postduiven het aardmagnetisch veld kunnen gebruiken om zich te oriënteren. Hoe ze dat precies doen bleef echter onduidelijk. Er waren verschillende ideeën: misschien zagen vogels het magnetisch veld met speciale lichtgevoelige moleculen in hun ogen. Of misschien zaten er kleine magnetische deeltjes in hun snavel. Echter bleef het bij speculeren: voor geen van die verklaringen bestaat overtuigend bewijs.
Leestip: Macrofagen kunnen opnieuw ‘geprogrammeerd’ worden zodat ze beter werken
De onderzoekers pakten het daarom anders aan. Ze onderzochten eerst de verschillende organen van postduiven, waaronder de ogen, snavel, hersenen, milt en lever. Met gevoelige meetmethoden keken ze waar magnetische eigenschappen te vinden waren. Daaruit bleek dat de lever het sterkst lijkt te reageren. Volgens de onderzoekers is dat achteraf vrij logisch: specifiek in de lever zijn veel ijzerhoudende cellen te vinden. Een verdere analyse liet zien dat het om macrofagen ging: afweercellen die betrokken zijn bij het opruimen van oude rode bloedcellen.
Terug naar Konstanz
De onderzoekers wilden daarna weten of deze cellen ook echt belangrijk zijn voor de navigatie van duiven. Daarom trainden ze 34 postduiven om vanaf ongeveer 19 kilometer afstand terug te vliegen naar hun hok bij het Max Planck Institute of Animal Behavior in Konstanz. Daarna werd bij een deel van de vogels tijdelijk het aantal ijzerrijke macrofagen in de lever verlaagd.
Vervolgens lieten de onderzoekers de duiven los op zwaarbewolkte dagen. Dat was belangrijk: dan kunnen de vogels de zon niet goed gebruiken als kompas. De controlegroep vond wel de weg naar huis, maar de duiven waarbij de macrofagen waren weggehaald raakten al snel de weg kwijt. Toen de zon later weer zichtbaar was konden deze vogels wel terugkeren.
De studie laat ook zien hoe de informatie mogelijk bij de hersenen terechtkomt. De onderzoekers zagen dat de ijzerrijke macrofagen dicht bij zenuwvezels in de lever liggen. Dat kan betekenen dat de signalen vanuit de lever via de zenuwen worden doorgegeven aan het brein.
Het immuunsysteem als zintuig(?)
De ontdekking is relevant omdat ze een nieuwe link legt tussen het immuunsysteem en zintuiglijke waarneming. Immuuncellen zijn dus mogelijk niet alleen opruimers en verdedigers. Ze kunnen in sommige gevallen ook informatie uit de omgeving opvangen. Mogelijk speelt zo’n mechanisme ook bij andere diersoorten een rol. Denk aan dieren die zich kunnen oriënteren zonder veel licht, zoals sommige vleermuizen of haaien.
Er zijn echter nog meer dan genoeg vragen die onbeantwoord blijven. De onderzoekers weten bijvoorbeeld nog niet precies hoe de macrofagen hun magnetisch vermogen omzetten in een signaal voor zenuwcellen. Ook is nog niet duidelijk hoe de hersenen die informatie vervolgens verwerken. De onderzoekers hopen die vragen tijdens een vervolgonderzoek te beantwoorden.
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Deze groene eilandduif dreigt binnenkort voorgoed te verdwijnen en Duiven blijken zich maar deels te houden aan een 100 jaar oude psychologische wet . Of lees dit artikel: ‘Spionagedieren’: hoe dolfijnen, duiven, katten en zelfs robotmeervallen staatsgeheimen ontfutselen .
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
