دانشمندان سالها فرضیههای مختلفی را برای توضیح توانایی پرندگان در دریافت و استفاده از اطلاعات میدان مغناطیسی زمین بررسی کردهاند؛ از نقش مولکولهای حساس به نور در چشم گرفته تا وجود ذرات مغناطیسی در منقار. اما پژوهشی جدید که با همکاری پژوهشگران حوزه ایمنیشناسی، فیزیک و رفتار جانوران انجام شده، اندامی متفاوت را بهعنوان محل احتمالی این حس معرفی میکند: کبد.
در این مطالعه که در مجله Science منتشر شده است، پژوهشگران نشان دادند ماکروفاژهای کبدی ــ سلولهای ایمنی که در تجزیه گلبولهای قرمز نقش دارند و آهن در خود ذخیره میکنند ــ دارای ویژگیهای سوپرپارامغناطیسی هستند؛ ویژگی که به نانوذرات آهن در این سلولها اجازه میدهد در برابر میدان مغناطیسی خارجی واکنش نشان دهند. زمانی که پژوهشگران ماکروفاژهای کبدی را در کبوترها را حذف کردند، پرندگان در شرایط ابری که امکان استفاده از نشانههای خورشیدی وجود نداشت، توانایی یافتن مسیر خانه را از دست دادند.
دکتر «کلیویا لیسوفسکی» (Clivia Lisowski)، پژوهشگر پسادکتری در موسسه پزشکی مولکولی و ایمنیشناسی تجربی (IMMEI) دانشگاه بن آلمان (Universität Bonn) و نویسنده نخست این مطالعه، در گفتوگو با خبرنگار «آناتک» درباره روند شناسایی کبد بهعنوان اندام احتمالی دریافت مغناطیسی، نقش ماکروفاژهای آهندار در جهتیابی کبوترها و ارتباط این یافتهها با فرضیههای پیشین درباره توانایی پرندگان برای حس کردن میدان مغناطیسی زمین توضیح میدهد.
دکتر «کلیویا لیسوفسکی» (Clivia Lisowski)
با توجه به اینکه بیشتر فرضیههای قبلی روی چشم یا منقار متمرکز بودند، چه چیزی باعث شد تیم شما کبد را به عنوان یک اندام احتمالی برای حسکردن میدان مغناطیسی بررسی کند؟
ما چندین اندام، از جمله چشم، منقار، مغز، طحال، کبد و ماهیچه را از نظر ویژگیهای مغناطیسی و تجمع آهن بررسی کردیم.
ما روی چشم و منقار تمرکز کردیم؛ زیرا این اندامها پیشتر بهعنوان گزینههای احتمالی پیشنهاد شده بودند و طحال را نیز بر اساس یافتههای قبلی خودمان در موشها وارد بررسی کردیم؛ جایی که مشخص شده است طحال دارای ماکروفاژهای سوپرپارامغناطیس است.
همچنین کبد را بررسی کردیم؛ زیرا در پستانداران، زمانی که طحال وجود ندارد، کبد میتواند با تجزیه گلبولهای قرمز خون، این وظیفه را جبران کند.
بهطور کلی، میخواستیم از کنار گذاشتن اندامهایی که ممکن است مرتبط باشند، جلوگیری کنیم. بررسی اولیه ما نشان داد که قویترین سیگنال (مغناطیسی) در کبد وجود دارد و هیچ سیگنالی در منقار، چشم یا مغز مشاهده نشد؛ بنابراین کار خود را با تمرکز بر کبد ادامه دادیم.
آزمایشهای شما نشان میدهد کبوترانی که ماکروفاژهای کبدی خود را از دست دادهاند، در شرایط ابری جهتیابی خود را از دست میدهند. چقدر مطمئن هستید که این سلولها مستقیما بهعنوان حسگر مغناطیسی عمل میکنند، نه اینکه بهطور غیرمستقیم بر جهتیابی تأثیر بگذارند؟
وقتی ماکروفاژها را حذف کردیم و کبوترها را در شرایط آفتابی رها کردیم، جهتیابی آنها دچار اختلال نشد؛ این نشان میدهد که آنها میتوانند از خورشید و یا نشانههای محیطی استفاده کنند.
اختلال در جهتیابی تنها در شرایطی مشاهده شد که آنها مجبور بودند به دریافت اطلاعات از میدان مغناطیسی زمین تکیه کنند (یعنی در آسمان ابری). در پستانداران، مشخص شده است که ماکروفاژها و نورونها بهصورت دوطرفه با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند و در کبوترها نیز ما مشاهده کردیم که ماکروفاژها در نزدیکی و یا مستقیما مجاور رشتههای عصبی قرار دارند. این موضوع وجود مسیر مشابهی برای انتقال اطلاعات را پیشنهاد میکند.
تصویری میکروسکوپی از بافت کبد کبوتر که ماکروفاژهای حاوی آهن (آبیرنگ) را نشان میدهد؛ سلولهایی که در این پژوهش بهعنوان یکی از اجزای احتمالی سامانه دریافت مغناطیسی پرندگان بررسی شدند. اعتبار تصویر: Lisowski و همکاران، ۲۰۲۶، Science
در این مطالعه به ماکروفاژهای حاوی آهن با نانوذرات سوپرپارامغناطیس اشاره شده است. از دیدگاه فیزیک زیستی، این ذرات چگونه ممکن است به میدان مغناطیسی بسیار ضعیف زمین پاسخ دهند و اطلاعات را به دستگاه عصبی منتقل کنند؟
ما چند ایده داریم که در حال حاضر در حال بررسی آنها هستیم؛ اما هنوز برای صحبت درباره آنها زود است.
یافتههای شما چگونه در کنار فرضیههای موجود؛ مانند برداشت مغناطیسی (magnetoreception) مبتنی بر کریپتوکرومها در چشم، قرار میگیرد؟ آیا ممکن است پرندگان از چندین سامانه مکمل استفاده کنند؟
کبوترها به نشانههای متعددی از جمله خورشید، اطلاعات بویایی، نشانههای محیطی و میدان مغناطیسی زمین تکیه میکنند. این نشانهها احتمالا با همکاری یکدیگر به هدایت جهتیابی آنها کمک میکنند. در آزمایشهای ما، کبوترها را در شرایطی قرار دادیم که مجبور بودند به میدان مغناطیسی تکیه کنند و به طور موقت ماکروفاژهای آنها را حذف کردیم.
اگر کریپتوکرومها کافی بودند، پرندگان باید میتوانستند با استفاده از آنها جهتیابی کنند. با این حال، آنها در شرایط ابری دچار سردرگمی شدند و نتوانستند راه خانه را پیدا کنند. این موضوع نشان میدهد که ماکروفاژهای سوپرپارامغناطیس و نه کریپتوکرومها، برای تعیین جهت صحیح میدان مغناطیسی ضروری هستند.
آیا فکر میکنید سلولهای ایمنی حساس به میدان مغناطیسی مشابهی ممکن است در دیگر گونههای مهاجر وجود داشته باشند؟
بله، ما فکر میکنیم این میتواند یک سازوکار عمومی باشد. این سازوکار به گونههایی که معمولا در شب یا محیطهای تاریک مهاجرت میکنند، امکان میدهد بهطور مؤثر جهتیابی کنند (برای مثال کوسهها، خفاشها و موارد دیگر).
انتهای پیام/