Las palomas se orientan utilizando sensores magnéticos en su hígado

Cómo las palomas vuelan cientos de kilómetros y aún así encuentran el camino de regreso a casa ha fascinado a la humanidad durante mucho tiempo. Ahora, los investigadores afirman que una respuesta sorprendente podría estar oculta, no en el cerebro ni en los ojos de las aves, sino en el hígado.

Un estudio publicado en la revista Science sugiere que unas células especiales en el hígado de las palomas pueden detectar el campo magnético de la Tierra, lo que proporciona a estas aves una brújula interna.

Estas células especiales, conocidas como macrófagos, son células inmunitarias que descomponen los glóbulos rojos viejos. Como parte de este proceso, acumulan hierro, lo que les confiere propiedades cuánticas que podrían permitirles responder a los campos magnéticos. El estudio demuestra que, sin estas células intactas, las palomas no podrían encontrar el camino de regreso a casa.

Mecanismo previamente desconocido

Cómo las palomas utilizan la detección magnética para orientarse en días nublados.

Una brújula interna. Cómo las palomas utilizan la detección magnética para orientarse en días nublados. Vídeo.© Imran Razik / Instituto Max Planck de Comportamiento Animal

“No esperábamos que las células inmunitarias actuaran como sensores de campos magnéticos. Nuestros resultados revelan un mecanismo de percepción magnética en animales hasta ahora desconocido”, afirma Christian Kurts , director del Instituto de Medicina Molecular e Inmunología Experimental del Hospital Universitario de Bonn y uno de los coautores principales del estudio.

“Lo que parece una ‘intuición’ en la navegación de las aves puede tener en realidad una base física”, añade Martin Wikelski , director del Instituto Max Planck de Comportamiento Animal y coautor principal del estudio.

La fuente de detección magnética

Durante décadas, los científicos han sabido que las aves migratorias y las palomas mensajeras dependen en parte del campo magnético terrestre para orientarse. Sin embargo, la forma exacta en que lo detectan sigue siendo uno de los misterios sin resolver de la biología. Diversas teorías sugieren que las aves podrían "detectar" los campos magnéticos a través de moléculas fotosensibles en el ojo, o detectarlos mediante diminutas partículas magnéticas en el pico. Ninguna ha aportado pruebas experimentales concluyentes.

El nuevo estudio propone un mecanismo diferente para la detección magnética, respaldado por una combinación de pruebas de laboratorio y experimentos de comportamiento. El equipo incluyó inmunólogos de la Universidad de Bonn y del Hospital Universitario de Bonn, físicos de la Universidad de Duisburg-Essen y ornitólogos del Instituto Max Planck de Comportamiento Animal.

Para identificar dónde se encuentran las células magnéticas en las palomas, los investigadores utilizaron técnicas conocidas como "magnetometría de muestra vibrante" y "separación de células magnéticas" para analizar órganos que se cree que participan en la detección magnética, incluidos los ojos, el pico y el cerebro. También examinaron el hígado y el bazo.

“Teníamos algunos indicios de que el hígado y el bazo tienen propiedades magnéticas, porque descomponen los glóbulos rojos y, por lo tanto, almacenan mucho hierro en el cuerpo”, dice la primera autora, Clivia Lisowski, de la Universidad de Bonn y el Hospital Universitario de Bonn, quien dirigió el trabajo inmunológico.

Los resultados respaldaron esa idea. De todos los tejidos examinados, el hígado presentó la mayor concentración de hierro. «El hierro se cristaliza en nanopartículas de óxido, lo que hace que las células sean superparamagnéticas y reactivas a los campos magnéticos. Encontramos, con diferencia, la respuesta magnética más intensa en el tejido hepático», añade Ulf Wiedwald, de la Universidad de Duisburg-Essen.

Análisis posteriores identificaron a los macrófagos del hígado como las células responsables.

Desde la detección hasta la navegación

Para comprobar si los macrófagos hepáticos desempeñaban un papel en la navegación, el equipo de ornitología realizó experimentos con palomas entrenadas para regresar a su aviario en el Instituto Max Planck de Comportamiento Animal en Constanza, Alemania, tras la eliminación de los macrófagos. En días nublados, cuando el sol estaba oculto, las palomas perdían el sentido de la orientación. Sin embargo, cuando el sol era visible, las palomas lograban regresar a casa, probablemente utilizando señales solares. En conjunto, estos resultados ilustran el mecanismo mediante el cual las aves utilizan la percepción magnética, además de la orientación solar, para la navegación.

Con la evidencia de que estas células influyen en la navegación, los investigadores buscaron cómo se transmiten las señales desde el hígado. La microscopía electrónica mostró que los macrófagos ricos en hierro se encuentran cerca de las fibras nerviosas, lo que sugiere una vía para que la información magnética llegue al cerebro.

Primera evidencia

Lisowski afirma: “Estos hallazgos proporcionan la primera evidencia concreta de cómo el campo magnético de la Tierra puede percibirse dentro del cuerpo y transmitirse al cerebro para guiar el movimiento”.

El estudio reúne procesos biológicos conocidos, como el metabolismo del hierro y la comunicación entre los sistemas inmunitario y nervioso, para ofrecer una respuesta clara a la pregunta fundamental de cómo se orientan los animales.

“La navegación animal es uno de los fenómenos más fascinantes de la naturaleza”, afirma Wikelski. “Si las células inmunitarias intervienen en cómo las aves perciben la dirección, cambiaría radicalmente nuestra comprensión de la navegación”.

Aún quedan muchas preguntas por responder, en particular sobre cómo se procesan las señales de estas células en el cerebro. Más allá de las aves, estos hallazgos podrían tener implicaciones para animales como los tiburones, que se orientan sin luz. Es posible que otros animales, e incluso los humanos, respondan a los campos magnéticos de maneras que aún no comprendemos.

Elementos claves de la investigación:

- Mecanismo de navegación previamente desconocido : las palomas podrían percibir el campo magnético de la Tierra mediante células inmunitarias ricas en hierro presentes en su hígado, un efecto cuántico.

- Experimentos de navegación : la eliminación de células inmunitarias que contienen hierro en el hígado alteró el sentido de la orientación de las palomas bajo cielos nublados cuando el sol no era visible.

- Percepción sensorial a través del sistema inmunitario : los hallazgos sugieren una nueva conexión entre la inmunidad y la percepción sensorial en las aves, y potencialmente en otras especies animales.

Fuente: Max Planck Society

Referencia

Clivia Lisowski et al. ,Homing pigeon navigation relies on superparamagnetic macrophages under overcast conditions.Science 392,985-991(2026).DOI:10.1126/science.ady2486