Como os pombos podem viajar centenas de quilômetros e ainda 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 um estudo publicado em Ciênciaos pombos podem usar células imunológicas especializadas 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, armazenam ferro ao quebrar os glóbulos vermelhos velhos. O ferro confere às células propriedades magnéticas únicas que lhes permitem responder ao campo magnético do planeta. Quando as gaiolas foram removidas, os pombos lutaram para encontrar o caminho de casa, indicando um papel até então desconhecido na navegação.
“Não esperávamos que as células imunológicas atuassem como sensores de campos magnéticos. Nossos resultados revelam um mecanismo até então desconhecido de percepção 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 autores seniores do estudo.
“O que parece ser ‘agência’ na navegação das aves pode, na verdade, ter uma base física”, acrescenta o professor Martin Wikelski, diretor do Instituto Max Planck de Comportamento Animal e segundo co-autor sênior do estudo.
Uma longa busca pelo sentido magnético dos pássaros
Os cientistas sabem há muito tempo que os pombos-correio e as aves migratórias usam o campo magnético da Terra como uma das várias ferramentas de navegação. No entanto, a forma exacta como os animais detectam este campo 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 apontaram minúsculas partículas magnéticas em seus bicos. Apesar de anos de pesquisa, nenhuma das ideias recebeu forte confirmação experimental.
Um novo estudo oferece uma explicação diferente, combinando conhecimentos de 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 exibem fortes propriedades magnéticas
Para determinar onde a detecção magnética pode ocorrer, os pesquisadores examinaram vários órgãos anteriormente associados à magnetorecepção, incluindo os olhos, o bico e o cérebro. Eles também analisaram o fígado e o baço usando técnicas conhecidas como “magnetometria de padrão vibratório” e “separação magnética de células”.
“Tínhamos algumas pistas de que o fígado e o baço têm propriedades magnéticas porque decompõem os glóbulos vermelhos e armazenam muito ferro no corpo”, diz a primeira autora, Dra. Klivia Lisowski, da Universidade de Bonn e do Hospital Universitário de Bonn, que liderou o trabalho de imunologia.
Os resultados foram impressionantes. Entre todos os tecidos examinados, o fígado continha a maior concentração de ferro e produziu a resposta magnética mais forte.
“O ferro cristaliza nas nanopartículas de óxido, o que torna as células superparamagnéticas e reativas aos campos magnéticos. Descobrimos que a resposta magnética mais forte até o momento está no tecido do fígado”, acrescenta o professor Ulf Wiedwald, da Universidade de Duisburg-Essen.
Investigações adicionais revelaram que os macrófagos hepáticos são responsáveis por estas propriedades magnéticas.
Experimentos de navegação revelam um papel importante
Os pesquisadores então testaram se os macrófagos realmente influenciam a navegação.
No MPI-AB em Konstanz, Alemanha, os pombos foram treinados para retornar aos seus aviários vindos de locais a mais de vinte quilômetros de distância. Os cientistas removeram os macrófagos do fígado e observaram o funcionamento das aves.
Os resultados dependiam do clima. Em dias nublados, quando o sol se escondia, os pombos sem macrófagos perdiam o sentido de orientação e tinham dificuldade em encontrar o caminho de casa. No entanto, regressaram com sucesso em dias ensolarados, provavelmente usando o Sol como uma indicação de navegação, em vez do campo magnético da Terra.
Essas descobertas mostram que os pássaros usam informações magnéticas juntamente com sinais solares para navegar durante o voo.
Como os sinais magnéticos podem chegar ao cérebro
Tendo estabelecido a ligação entre as células do fígado e a navegação, os investigadores procuraram uma rota pela qual a informação pudesse chegar ao cérebro.
Usando microscopia eletrônica, eles descobriram que macrófagos ricos em ferro estavam localizados próximos às fibras nervosas. Este arranjo sugere um possível caminho pelo qual a informação magnética pode ser transmitida do fígado para o sistema nervoso e, finalmente, para o cérebro.
Lisovsky diz: “Essas descobertas são a primeira evidência concreta de como o campo magnético da Terra pode ser sentido dentro do corpo e transmitido ao cérebro para controlar o movimento”.
A investigação reúne vários processos biológicos bem conhecidos, incluindo o metabolismo do ferro e a comunicação entre os sistemas imunitário e nervoso, para explicar como os animais podem detectar campos magnéticos.
“A navegação animal é um dos fenômenos mais fascinantes da natureza”, diz Wikelski. “Se as células imunológicas fizerem parte da forma como as aves determinam a direção, isso mudará fundamentalmente a nossa compreensão da navegação”.
Implicações além dos pássaros
Embora as descobertas respondam a questões importantes, muitas permanecem. Os pesquisadores ainda não determinaram exatamente como o cérebro processa os sinais provenientes dessas células.
A descoberta também pode ter implicações mais amplas, além dos pombos. Sabe-se que animais como os tubarões navegam eficazmente sem depender da luz, levantando a possibilidade de existirem mecanismos semelhantes noutras espécies.
Os investigadores acreditam que muitos animais, e possivelmente até humanos, podem responder aos campos magnéticos de formas que ainda não são totalmente compreendidas.
