איך עופות היונים חוזרות לביתם.. הסוד טמון בכבד

סאדנאוס - היונים ידועות ביכולתם לעבור מרחקים ארוכים ולחזור לביתם. במשך עשורים, חוקרים ניסו להבין כיצד הן עושות זאת. מחקר חדש מצביע על כך שחלק מהתשובה עשוי להיות במקום לא צפוי - הכבד.

כבד היונים

על פי מה שפורסם באתר SciTechDaily מתוך כתב העת Science, ישנן תאי חיסון מיוחדים בכבד היונים שיכולים לסייע להם לחוש את השדה המגנטי של כדור הארץ, מה שמספק להם מצפן פנימי המסייע במנינה.

החישה המגנטית

תאים חיסוניים אלו ידועים בשמות הפאגוציטים, והם מסייעים בדרך כלל בפירוק תאי דם אדומים ישנים. במהלך ביצוע משימה זו, ברזל מצטבר בהם. לפי החוקרים, ברזל זה יכול להעניק לתאים תכונות כמותיות ייחודיות המאפשרות להם להגיב לשדות מגנטיים.

וכאשר תאים אלו הוסרו, העופות נתקלות בקושי לחזור לביתם.

אומר פרופסור קריסטיאן קורץ, מנהל המכון לרפואה מולקולרית ולימונולוגיה ניסיונית בבית החולים "אוניברסיטת בון", ואחד החוקרים הבולטים במחקר: "לא ציפינו ששכבת תאי חיסון תפעל כמגיבים לשדות מגנטיים. תוצאות המחקר חושפות מנגנון לא ידוע קודם בתחום החישה המגנטית בחיות".

והוא מוסיף פרופסור מרטין וויקלסקי, מנהל המכון למדע התנהגות חיות מקס פלאנק, וחוקר שותף נוסף במחקר: "מה שנראה כאינסטינקט בהכוונת העופות עשוי להיות בעל בסיס פיזיקלי".

חידה מסקרנת בהכוונת עופות

מדענים ידעו כבר זמן רב שעופות נודדות ועופות יונים משתמשים בשדה המגנטי של כדור הארץ כאחד הכלים להכוונתם. עם זאת, כיצד הן חשות שדה זה נותר לא ברור.

תיאוריות קודמות הציעו כי העופות עשויות לחוש שדות מגנטיים דרך חלקיקים רגישים לאור בעיניהן או דרך חלקיקים מגנטיים זעירים במקוריהן. על אף שנים של מחקר, היה קשה להשיג ראיות משכנעות שתומכות באחד משני ההסברים.

אפשרות שונה

המחקר החדש מציע אפשרות שונה. צוות המחקר הבינלאומי כלל מדעני חיסון מאוניברסיטת בון ומבית החולים אוניברסיטת בון, פיזיקאים מאוניברסיטת דיושבך-איסן, וחוקרי ציפורים ממכון מקס פלאנק להתנהגות חיות.

כדי לקבוע היכן מתרחשת החישה המגנטית, החוקרים בדקו חלקים שונים של הגוף שנחשבו מועמדים פוטנציאליים, כולל העיניים, המקור והמח. הם גם חקרו את הכבד ואת הטחול.

באמצעות טכניקות הידועות בשם "מדידת מגנטיות לדגמים מיתנודדים" ו"הפרדת תאים מגנטיים", מדדו הצוות את התכונות המגנטיות ברקמות שונות.

תכונות מגנטיות

אומרת דוקטור קליביה ליסובסקי, החוקרת הראשית של המחקר מאוניברסיטת בון, שהנחתה את העבודה החיסונית: "היו כמה ראיות לכך שהכבד והטחול מכילים תכונות מגנטיות, כי הם מפרקים תאי דם אדומים, ולכן מצטברים בהם כמויות גדולות של ברזל בגוף".

הכבד בלט על רקמות אחרות שנבדקו, שכן הציג את ריכוז הברזל הגבוה ביותר.

אומר פרופסור אולף ווידוולד, מאוניברסיטת דיושבך-איסן: "הברזל מתגביש בגרגרים ננומטריים של חמצן, מה שהופך את התאים למגנטיים באופן קיצוני ותגובה לשדות מגנטיים. התגובה המגנטית החזקה ביותר נמצאה ברקמות הכבד". מחקרים מאוחרים גילו ששרשרת הפאגוציטים בכבד היא המקור לתגובה המגנטית הזו.

בדיקת מגנטיות של היונים

כדי לוודא אם תאים אלו משפיעים באמת על ההכוונה, ביצעו החוקרים ניסויים של חזרת יונים לביתם במכון מקס פלאנק למדעי הציפור בקונסטנץ שבגרמניה, ממרחקים העולים על עשרים קילומטרים.

וכאשר תאי הפאגוציטים של הכבד הוסרו, העופות איבדו את תחושת הכיוון בימים מעוננים, כאשר השמש הייתה נעלמת. ביום שמשי, הן הצליחו לחזור לביתם בהצלחה, כנראה תוך הסתמך על איתותים סולאריים במקום על איתותים מגנטיים.

תוצאות מצביעות על כך שהיונים משתמשות במערכות ניווט מרובות, וכי החישה המגנטית הופכת להיות חיונית כאשר לא ישנן הנחיות ויזואליות מהשמש.

מידע מהכבד אל המוח

לאחר שהוכיחו את השפעת התאים על ההכוונה, חקרו החוקרים כיצד מועבר המידע מהכבד אל המח. באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני, גילו החוקרים כי הפאגוציטים העשירות בברזל ממוקמות בקרבת סיבים עצביים. יתכן כי סידור זה מוסיף סיל לקיום מידע מגנטי אל המערכת העצבית.

אומרת ליסובסקי: "תוצאות אלו מציגות את ההוכחה הקונקרטית הראשונה כיצד חשים מגנטיות של כדור הארץ בתוך הגוף ומעבירים זאת אל המוח להכוונת התנועה".

החוקרים מציינים שהגילוי זה משלב מספר תהליכים ביולוגיים מוכרים, כולל חילוף ברזל, ותקשורת בין המערכות החיסונית והעצבית, להסבר פוטנציאלי איך חיות משתמשות בשדה המגנטי של כדור הארץ כדי לקבוע כיוונים.

אומר וויקלסקי: "הכוונת כיוונים אצל חיות היא אחת התופעות המרשימות ביותר בטבע. אם תאי החיסון הם חלק מהמנגנון לחושי הכיוונים של העופות, הדבר ישנה באופן רדיקלי את ההבנה שלנו של ההכוונה".

השלכות החורגות מהעופות

עדיין יש שאלות רבות, במיוחד בכל הנוגע לאופן שבו המוח מעבד את השדרים מהכבד.

תוצאות אלו עשויות להתרחב לכלול סוגים נוספים מעבר ליונים. חיות כמו כרישים יכולות לזהות כיוונים מבלי להסתמך על אור, מה שמעיד על פוטנציאל של מנגנונים דומים אצל סוגים נוספים.

החוקרים אומרים כי עבודה זו פותחת את האפשרות לחקור אם חיות, ואולי אפילו בני אדם, מגיבים לשדות מגנטיים בדרכים שטרם הובנו במלואן.