В печени почтовых голубей обнаружили скрытый «квантовый компас»

Немецкие биологи разгадали многовековую тайну навигации перелетных птиц. Эксперимент показал, что внутри голубей скрыт настоящий «квантовый компас», причем находится он не в голове или клюве, как считалось ранее, а в печени, сообщает Lada.kz. 

Квантовая навигация: неожиданное открытие в биологии

Долгое время орнитологи всего мира спорили, как именно пернатые находят дорогу домой за сотни километров, преодолевая туманы и топографическую слепоту. Новое исследование команд из Боннского университета и Института поведения животных Общества Макса Планка, опубликованное в престижном журнале Science, совершило переворот в этой области.

Ученые доказали: птицы буквально «чувствуют» магнитные линии Земли благодаря уникальным клеткам собственной иммунной системы — макрофагам, расположенным в печени.

Как работает живой «компас»?

Печень птиц традиционно богата железом, так как именно там утилизируются старые клетки крови (эритроциты). Однако немецкие исследователи обнаружили у местных макрофагов удивительное физическое свойство — суперпарамагнетизм.

Что это значит? На микроуровне эти клетки ведут себя как крошечные, но невероятно чувствительные стрелки компаса. Они мгновенно реагируют на изменения геомагнитного поля планеты.

Под мощными микроскопами биологи увидели, что эти «магнитные» макрофаги плотно оплетены нервными волокнами. Когда птица меняет направление полета, клетки реагируют на магнитное поле и посылают микротоки по нервным окончаниям прямо в головной мозг.

Жестокий, но доказательный эксперимент: как птиц лишили навигации

Чтобы подтвердить свою гипотезу, ученые отобрали 34 почтовых голубя и разделили их на две группы:

1. Контрольная группа: обычные птицы.

2. Экспериментальная группа (18 птиц): им ввели медицинский препарат клодронат, который временно и точечно уничтожает макрофаги, «выключая» связь печени с нервной системой.

Птиц вывезли за 19 километров от родной голубятни и выпустили в глухую, пасмурную погоду, когда небо было полностью затянуто облаками.

Результаты оказались ошеломляющими: Обычные голуби сориентировались мгновенно и вернулись домой менее чем за 70 минут. В то же время птицы с «отключенной» печенью полностью потеряли ориентацию в пространстве. Они хаотично кружили в воздухе, и ни один из них не смог найти дорогу в день релиза.

Почему это открытие меняет физику и медицину

• Квантовая биология выходит из тени: До этого открытия главным кандидатом на роль «компаса» считался белок криптохром в глазах птиц. Считалось, что птицы буквально «видят» магнитное поле. Открытие суперпарамагнетизма в печени доказывает, что у птиц есть дублирующая, более надежная система навигации.

• Солнечный «гибрид»: Как отметил директор института Мартин Викельски, магнитный компас — это «аварийный» режим. Стоило во время эксперимента из-за туч выйти солнцу, как ослепшие голуби тут же переключились на астрономическую навигацию (по солнцу) и без труда нашли дорогу домой. Птицы используют гибридную систему: днем — солнце, в туман и ночью — квантовую физику железа.

• Перспективы для человека: Подобные макрофаги есть и у млекопитающих, включая человека. И хотя мы не умеем летать по магнитным линиям, открытие механизмов взаимодействия железа и нервных клеток может помочь в лечении нейродегенеративных заболеваний и создании биосовместимых микророботов для медицины.

На данный момент авторы называют свое открытие «первым фундаментальным кирпичом» в новой теории биодетекции. Исследования продолжаются, и ученые намерены выяснить, обладают ли таким же скрытым органом другие мигрирующие животные — от черепах до китов.