Comment les pigeons retournent chez eux... le secret réside dans le foie

SadaNews - Les pigeons sont connus pour leur capacité à parcourir de longues distances et revenir chez eux. Pendant des décennies, les scientifiques ont cherché à comprendre comment ils le faisaient. Une nouvelle étude suggère qu'une partie de la réponse pourrait résider dans un endroit inattendu : le foie.

Le foie des pigeons

Selon un article publié par SciTechDaily citant la revue Science, il existe des cellules immunitaires spécialisées dans le foie des pigeons qui peuvent les aider à percevoir le champ magnétique de la Terre, leur fournissant ainsi une boussole interne pour la navigation.

Perception magnétique

Ces cellules immunitaires sont appelées macrophages et aident généralement à décomposer les globules rouges vieillissant. Pendant leur fonction, le fer s'accumule en elles. Selon les chercheurs, ce fer pourrait conférer aux cellules des propriétés quantiques uniques qui leur permettent de réagir aux champs magnétiques.

Lorsque ces cellules ont été retirées, les oiseaux ont eu du mal à retrouver leur chemin.

Le professeur Christian Kurts, directeur de l'Institut de médecine moléculaire et d'immunologie expérimentale à l'hôpital de l'Université de Bonn et l'un des principaux chercheurs de l'étude, déclare : "Il n'était pas du tout prévu que les cellules immunitaires fonctionnent comme des capteurs des champs magnétiques. Les résultats de l'étude révèlent un mécanisme auparavant inconnu de perception magnétique chez les animaux".

Le professeur Martin Wikelski, directeur de l'Institut Max Planck de comportement animal et autre chercheur participant à l'étude, ajoute : "Ce qui semble être une intuition dans l'orientation des oiseaux pourrait avoir une base physique".

Un mystère perplexe dans l'orientation des oiseaux

Les scientifiques savent depuis longtemps que les oiseaux migrateurs et les pigeons voyageurs utilisent le champ magnétique de la Terre comme l'un de leurs outils de navigation. Cependant, la manière dont ils perçoivent ce champ reste floue.

Des idées antérieures ont suggéré que les oiseaux pourraient percevoir les champs magnétiques à travers de petites particules sensibles à la lumière dans leurs yeux ou à travers de minuscules particules magnétiques dans leurs becs. Malgré des années de recherche, il a été difficile d'obtenir des preuves concluantes pour soutenir l'un ou l'autre de ces deux explications.

Une possibilité différente

La nouvelle étude propose une possibilité différente. L'équipe de recherche internationale comprenait des immunologistes de l'Université de Bonn et de l'hôpital universitaire de Bonn, des physiciens de l'Université de Duisburg-Essen, et des ornithologues de l'Institut Max Planck de comportement animal.

Pour déterminer où la perception magnétique se produisait, les chercheurs ont examiné plusieurs parties du corps considérées comme des candidates potentielles, y compris les yeux, le bec et le cerveau. Ils ont également étudié le foie et la rate.

En utilisant des techniques appelées "mesure de la magnétisme par échantillons oscillants" et "séparation cellulaire magnétique", l'équipe a mesuré les propriétés magnétiques de différents tissus.

Propriétés magnétiques

La docteure Klevia Lisovski, chercheuse principale de l'étude de l'Université de Bonn, qui a dirigé les travaux immunologiques, déclare : "Il y avait certaines indications que le foie et la rate avaient des propriétés magnétiques, car ils décomposent les globules rouges, et donc stockent une grande quantité de fer dans le corps".

Le foie s'est démarqué de tous les autres tissus testés, affichant la plus haute concentration de fer.

Le professeur Ulf Widlwald de l'Université de Duisburg-Essen dit : "Le fer se cristallise en nanoparticules d'oxyde, rendant les cellules super-magnétiques et réactives aux champs magnétiques. La réponse magnétique la plus forte a été trouvée dans les tissus hépatiques". Des études ultérieures ont révélé que les macrophages hépatiques sont la source de cette réponse magnétique.

Test de la boussole magnétique des pigeons

Pour vérifier si ces cellules affectent réellement la navigation, les chercheurs ont mené des expériences de retour de pigeons à leur domicile à l'Institut Max Planck de science aviaire à Constance, en Allemagne, sur des distances de plus de vingt kilomètres.

Lorsque les macrophages hépatiques ont été retirés, les oiseaux ont perdu leur sens de la direction lors des journées nuageuses, lorsque le soleil était absent. En revanche, lors des journées ensoleillées, ils ont réussi à revenir chez eux, s'appuyant probablement sur des signaux solaires plutôt que magnétiques.

Les résultats suggèrent que les pigeons utilisent plusieurs systèmes de navigation et que la perception magnétique devient cruciale lorsque les orientations visuelles du soleil ne sont pas disponibles.

Informations du foie au cerveau

Après avoir prouvé l'impact des cellules sur la navigation, les chercheurs ont examiné comment les informations passent du foie au cerveau. En utilisant un microscope électronique, ils ont découvert que les macrophages riches en fer se situent à proximité de fibres nerveuses. Cette configuration pourrait fournir un chemin pour la transmission des informations magnétiques au système nerveux.

Lisovski déclare : "Ces résultats fournissent la première preuve concrète de la façon dont le champ magnétique de la Terre est perçu à l'intérieur du corps et transmis au cerveau pour guider le mouvement".

Les chercheurs notent que cette découverte combine plusieurs processus biologiques connus, y compris le métabolisme du fer et la communication entre le système immunitaire et le système nerveux, dans une explication potentielle de la manière dont les animaux utilisent le champ magnétique de la Terre pour s'orienter.

Wikelski dit : "La détermination de la direction chez les animaux est l'un des phénomènes les plus fascinants de la nature. Si les cellules immunitaires font partie d'un mécanisme de détection des directions chez les oiseaux, cela changerait radicalement notre compréhension de la navigation".

Des implications qui dépassent les oiseaux

Il reste de nombreuses questions, notamment sur la manière dont le cerveau traite les signaux provenant des cellules hépatiques.

Ces résultats pourraient également s'appliquer à d'autres espèces au-delà des pigeons. Des animaux comme les requins peuvent déterminer les directions sans se fier à la lumière, ce qui indique qu'il pourrait y avoir des mécanismes similaires chez d'autres espèces.

Les chercheurs affirment que ce travail ouvre la voie à l'exploration de la façon dont les animaux, et peut-être même les humains, réagissent aux champs magnétiques de manières qui ne sont pas encore entièrement comprises.