Las palomas mensajeras pueden depender de un sorprendente mecanismo que involucra células inmunitarias ricas en hierro ubicadas en sus hígados para detectar el campo magnético de la Tierra, ayudándolas en la navegación. Este descubrimiento se considera un avance profundo, ofreciendo una nueva perspectiva en el prolongado debate científico sobre la magnetorrecepción, uno de los sentidos animales más misteriosos y controvertidos. Se sabe que muchas especies, incluyendo pájaros cantores migratorios, tortugas marinas, tiburones e incluso perros, detectan y utilizan el campo magnético de la Tierra para la orientación direccional, con algunas teorías que sugieren un sentido magnético residual en los humanos.
La forma precisa en que opera este sentido magnético ha sido un tema de extensa discusión. Hipótesis anteriores plantearon que cristales microscópicos de magnetita incrustados en los tejidos animales podrían funcionar como agujas de brújula, alineándose con el campo magnético. Una idea más reciente se centró en los criptocromos, proteínas encontradas en la retina, que se piensa reaccionan a los campos magnéticos, potencialmente permitiendo a los pájaros cantores migratorios mantener su curso incluso en la tenue luz del amanecer o el atardecer. Otro mecanismo identificado recientemente en las palomas mensajeras sugiere que las variaciones en los campos magnéticos inducen corrientes eléctricas en sus oídos internos, que posteriormente estimulan nervios que conducen al cerebro.
El impulso para este nuevo estudio provino de una conversación inesperada entre el ornitólogo Martin Wikelski, que estudia especies migratorias, y el inmunólogo Christian Kurts. Durante su discusión, Kurts mencionó su hallazgo de que los macrófagos, células inmunitarias obtenidas de los bazos de ratones y humanos, contenían diminutas partículas magnéticas de hierro. Estas partículas se formaban a medida que los macrófagos descomponían viejos glóbulos rojos y secuestraban sus átomos de hierro. Esta observación planteó la pregunta clave: ¿podrían células inmunitarias similares desempeñar un papel en las notables habilidades de navegación de las palomas mensajeras?
Para explorar esta posibilidad, Kurts reclutó a la investigadora postdoctoral Clivia Lisowski, quien estaba ansiosa por investigar cómo las células interactúan con su entorno. Lisowski y sus colegas primero examinaron varios tejidos de paloma en busca de la presencia de estas partículas magnéticas. Contrario a su expectativa inicial de encontrar una alta concentración en el bazo, que es uno de los principales sitios de reciclaje de glóbulos rojos en mamíferos, un magnetómetro sensible indicó que el hígado mostraba la señal magnética más fuerte entre todos los tejidos analizados. Aunque relativamente tenue, esta señal estaba significativamente por encima del nivel de ruido de fondo del instrumento, registrando más de veinte veces más.
Siguió un análisis detallado, que involucró la cuidadosa tinción de finas láminas de tejido de paloma mensajera. Esto confirmó que una forma de hierro llamada ferritina era abundante dentro de los macrófagos del hígado, mientras que se encontraba escasa en el bazo y completamente ausente en tejidos del pico o el cerebro. Un examen más minucioso con un microscopio electrónico reveló que muchos de estos macrófagos ricos en hierro en el hígado estaban situados en estrecha proximidad a neuronas. Este arreglo anatómico es notable porque, en mamíferos, se sabe que las neuronas en el bazo se comunican con los macrófagos, y tanto las neuronas mamíferas como las aves están conectadas al sistema nervioso central, sugiriendo una posible vía para que la información sensorial sea transmitida.
Los investigadores luego diseñaron un elegante experimento para probar la funcionalidad de estos macrófagos ricos en hierro como una brújula magnética. Emplearon un fármaco conocido como liposomas de clodronato para agotar temporalmente estos macrófagos. El equipo entrenó a 34 palomas mensajeras, una variedad reconocida por su habilidad para la navegación, para recorrer una ruta de 19 kilómetros hacia el este. Las palomas típicamente usan la posición del Sol para orientarse en días despejados, pero bajo cielos nublados, dependen de su sentido magnético para encontrar su camino.
Cerca del Lago Constanza, 18 de las aves fueron inyectadas con clodronato. Veinticuatro horas después, estas aves fueron liberadas una por una bajo condiciones de densa nubosidad que bloqueaba completamente el Sol. Las palomas fueron equipadas con transmisores GPS, lo que permitió el seguimiento en tiempo real de sus movimientos. Los resultados fueron dramáticos: las 18 aves con macrófagos hepáticos agotados se perdieron profundamente, sólo logrando regresar a su nido una vez que los cielos se despejaron. En contraste, 16 aves control, que recibieron inyecciones simuladas, volaron directamente a casa inmediatamente después de ser liberadas bajo condiciones nubladas idénticas. Esta marcada diferencia proporcionó evidencia convincente de que las células inmunes en el hígado desempeñan un papel crítico en el sentido magnético de las aves. Para confirmar que el fármaco no desorientaba simplemente a las aves o causaba otros efectos secundarios generalizados, los investigadores liberaron a las palomas drogadas en días soleados, y estas aves navegaron a casa sin ningún problema, apoyando aún más el papel específico de los macrófagos en la percepción magnética.
La opinión experta sobre estos hallazgos fue en gran medida positiva, aunque subrayó la necesidad de continuar con la investigación. Verner Bingman, un neuroetólogo, elogió el descubrimiento como «extraordinariamente emocionante» pero caracterizó el estudio como una «prueba de concepto». Sugirió que futuros trabajos deberían centrarse en manipular directamente la información magnética dentro del hígado, estableciendo paralelismos con experimentos de la década de 1970 donde se usaron bobinas metálicas para alterar los campos magnéticos alrededor de las cabezas de las palomas, influyendo así en su dirección de vuelo. Susanne Åkesson, una ecóloga animal, destacó preguntas pendientes, particularmente en relación con el mecanismo por el cual los macrófagos podrían transmitir información magnética a las neuronas adyacentes. Una idea propuesta es que a medida que un ave cambia su posición en relación con las líneas de campo magnético de la Tierra, la ferritina dentro de los macrófagos podría cambiar su orientación, potencialmente tirando de fibras intracelulares y desencadenando la liberación de moléculas de señalización. Wikelski expresó optimismo de que si este mecanismo de ferritina se valida, podría ser un fenómeno generalizado a lo largo de un amplio espectro de animales, desde «abejas hasta murciélagos a ballenas a tiburones.» Sin embargo, Catherine Lohmann, una ecóloga sensorial, ofreció una nota de precaución, reconociendo el camino históricamente complejo y a menudo incierto de la investigación en magnetorrecepción. Aunque encontraba el descubrimiento «intrigante», concluyó que «el tiempo dirá si es correcto o no».
01 Jun 15:05 · Mind-blowing: Iron-rich immune cells help homing pigeons navigate
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