Mají poštovní holubi ukrytý kompas v játrech? Nová studie nabízí odvážné vysvětlení staré záhady

Schopnost mnoha živočichů orientovat se podle zemského magnetického pole patří k největším nevyřešeným otázkám současné biologie. Stěhovaví ptáci, mořské želvy, lososi, netopýři i některý hmyz dokážou během svých cest využívat informace, které jsou pro člověka zcela nedostupné. Přes desítky let výzkumu však vědci stále přesně nevědí, jak tento „šestý smysl“ funguje.

Nová studie zveřejněná v časopise Science nyní přichází s překvapivou hypotézou. Podle jejích autorů by klíčovou roli při orientaci poštovních holubů mohla hrát jejich játra. Právě zde totiž objevili velké množství buněk obsahujících železo, které by teoreticky mohly reagovat na magnetické pole Země.

Vedoucí autor studie Martin Wikelski z Institutu Maxe Plancka pro chování zvířat se navíc domnívá, že podobný mechanismus by mohl fungovat i u řady dalších živočichů – od včel a netopýrů přes ptáky až po některé savce.

Konec hledání magnetického kompasu?

Historie výzkumu magnetorecepce je plná slepých uliček. V minulosti se vědci domnívali, že magnetický kompas se nachází v holubích zobácích, kde měla být přítomna zrnka magnetitu – minerálu silně reagujícího na magnetické pole. Jiní badatelé zase navrhovali, že orientaci umožňují zvláštní kvantové procesy probíhající v ptačích očích.

Žádná z těchto teorií však zatím nezískala jednoznačné experimentální potvrzení. Proto vzbudila nová práce značnou pozornost. Její autoři tvrdí, že nalezli mechanismus, který lépe odpovídá dosavadním pozorováním.

Železité „popelářské“ buňky

Středem pozornosti se staly makrofágy – specializované buňky imunitního systému. Jejich úkolem je odstraňovat z organismu odumřelé buňky a další odpadní materiál. Když například zanikne červená krvinka, makrofágy pohltí její zbytky včetně železa, které později putuje zpět do kostní dřeně pro tvorbu nových krvinek.

Protože makrofágy dočasně obsahují velké množství železa, zaujaly výzkumníky jako možný kandidát na magnetický receptor. Když těla poštovních holubů zkoumali pomocí mimořádně silného magnetického pole, mnohonásobně převyšujícího intenzitu zemského magnetismu, zjistili překvapivou věc. Zatímco u lidí se železité makrofágy soustřeďují hlavně ve slezině, u poštovních holubů jich neobvykle vysoké množství našli právě v játrech.

Ještě zajímavější bylo zjištění, že makrofágy leží v těsné blízkosti nervových zakončení. To naznačuje možnou cestu, jak by případné magnetické informace mohly putovat do mozku.

Dezorientovaní pošťáci

Samotný nález neobvyklých buněk by však nestačil. Vědci proto připravili experiment s poštovními holuby vycvičenými k návratu do domovského holubníku z přibližně dvacetikilometrové vzdálenosti.

Ptákům podali látku, která cíleně ničí makrofágy, a následně sledovali jejich orientační schopnosti během zataženého dne. Výsledek byl podle autorů překvapivý. Holubi ztratili schopnost najít správný směr a rozlétli se do různých stran. Zdálo se tedy, že odstranění železitých buněk nějakým způsobem narušilo jejich navigační systém.

Právě zde však začínají pochybnosti mnoha odborníků. Studie totiž nedokáže vysvětlit nejdůležitější část celé hypotézy: jak by makrofágy mohly zaznamenávat mimořádně slabé zemské magnetické pole a jak by tuto informaci předávaly nervové soustavě.

Problém spočívá v tom, že železo uvnitř těchto buněk není typem materiálu, který by podle dosavadních poznatků reagoval na zemské magnetické pole dostatečně silně. Již studie publikovaná v roce 2012 v časopise Nature ukázala, že železité buňky nalezené v ptačích zobácích jsou ve skutečnosti běžné makrofágy, nikoli specializované magnetické receptory.

Autoři nové práce se snaží tento rozpor vysvětlit pomocí jevu zvaného superparamagnetismus, který může citlivost některých materiálů na magnetické pole výrazně zesílit. Kritici však upozorňují, že zatím neexistují důkazy, že by tento efekt byl natolik silný, aby umožnil vznik funkčního biologického kompasu.

Skeptické reakce odborníků

Mnozí vědci proto přijímají novou teorii s opatrností. Neurovědec Pascal Malkemper upozorňuje, že výsledky zatím ukazují především souvislost mezi odstraněním makrofágů a zhoršenou orientací ptáků, nikoli jednoznačný důkaz příčinné souvislosti.

Geobiolog Joe Kirschvink z Kalifornského technologického institutu, který se vztahem mezi magnetickým polem a živočichy zabývá desítky let, uvedl, že ho závěry studie nepřesvědčily a připomíná, že podobné hypotézy byly v minulosti opakovaně navrhovány a následně vyvráceny. „Překvapuje mě, že tento článek prošel recenzním řízením časopisu Science,“ nebere si servítky Kirschvink.

Další odborníci upozorňují, že holubi při navigaci využívají celou řadu vodítek – zrak, čich, polohu Slunce i magnetické pole. Magnetický smysl přitom pravděpodobně představuje pouze jednu z několika záložních možností orientace.

Tomu odpovídá i jeden zajímavý detail experimentu. Holubi s odstraněnými makrofágy měli problémy během zataženého počasí, ale za slunečných dnů se dokázali vrátit domů poměrně úspěšně. Není proto jasné, zda ztráta makrofágů skutečně poškodila magnetický smysl, nebo zda lék ovlivnil ptáky jiným, dosud neznámým způsobem.

Navzdory kritice většina odborníků uznává, že nová studie přináší zajímavou a testovatelnou hypotézu. Ačkoli zatím nepředstavuje definitivní odpověď, rozšiřuje seznam míst, kde by se biologický kompas mohl ukrývat.

Po desetiletích neúspěšného hledání se vědci zaměřovali především na oči, zobák nebo vnitřní ucho. Nyní se mezi kandidáty překvapivě zařadila také játra. Zda právě v nich skutečně sídlí tajemný smysl umožňující zvířatům orientaci podle zemského magnetického pole, ukážou až další experimenty.