كيف يجد الحمام طريقه إلى المنزل قد يتم حله أخيرًا

تشير دراسة إلى أن الحمام يتنقل باستخدام الخلايا المناعية الغنية بالحديد في أكباده والتي يمكنها الاستجابة للمجال المغناطيسي للأرض. قد تحل هذه النتائج لغزًا دام عقودًا حول ملاحة الطيور، وتكشف عن دور حسي جديد مفاجئ لجهاز المناعة.

يشتهر الحمام بقدرته على السفر لمسافات طويلة ولا يزال يجد طريقه إلى المنزل. لعقود من الزمن، حاول العلماء فهم كيفية القيام بذلك. تشير دراسة جديدة إلى أن جزءًا من الإجابة قد يكون موجودًا في مكان غير متوقع: الكبد.

الأبحاث المنشورة في علوم يشير إلى أن الخلايا المناعية المتخصصة في كبد الحمام قد تساعدهم على اكتشاف المجال المغناطيسي للأرض، مما يوفر بوصلة داخلية تساعد في الملاحة.

تساعد الخلايا، التي تسمى الخلايا البلعمية، عادةً على تحطيم خلايا الدم الحمراء المتقادمة. أثناء قيامهم بهذه المهمة، يقومون بتجميع الحديد. ووفقا للباحثين، فإن هذا الحديد قد يمنح الخلايا خصائص كمومية فريدة تسمح لها بالاستجابة للمجالات المغناطيسية. وعندما تمت إزالة هذه الخلايا، كافحت الطيور للعثور على طريقها إلى المنزل.

يقول البروفيسور كريستيان كورتس، مدير معهد الطب الجزيئي والمناعة التجريبية في مستشفى جامعة بون، وأحد كبار مؤلفي الدراسة: “لم نتوقع أن تعمل الخلايا المناعية كأجهزة استشعار للمجالات المغناطيسية على الإطلاق. تكشف نتائجنا عن آلية غير معروفة سابقًا للإدراك المغناطيسي لدى الحيوانات”.

ويضيف البروفيسور مارتن ويكلسكي، مدير معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوان والمؤلف الرئيسي الآخر للدراسة: “إن ما يبدو وكأنه “شعور داخلي” في ملاحة الطيور قد يكون له في الواقع أساس مادي”.

مسارات الحمام الزاجل التي تم تدريبها على التنقل لمسافة تزيد عن 20 كيلومترًا إلى أقفاصها في جنوب ألمانيا. تم علاج بعض الحمام باستخدام كلودرونيت لاستنزاف الخلايا البلعمية. عاد الحمام غير المعالج (الأبيض) إلى المنزل بنجاح في الأيام المشمسة والملبدة بالغيوم. كما تمكن الحمام المعالج بكلودرونيت من العودة إلى منزله بنجاح في الأيام المشمسة (البرتقالي)، لكنه لم يتمكن من العودة إلى المنزل في الأيام الملبدة بالغيوم (الأزرق). الائتمان: معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوان

لغز طويل الأمد لملاحة الطيور

لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن الطيور المهاجرة والحمام الزاجل تستخدم المجال المغناطيسي للأرض كأحد الأدوات العديدة للملاحة. ومع ذلك، فإن كيفية اكتشاف هذا المجال بالضبط ظلت غير واضحة.

اقترحت الأفكار السابقة أن الطيور قد تدرك المجالات المغناطيسية من خلال جزيئات حساسة للضوء في عيونها أو من خلال جزيئات مغناطيسية صغيرة في مناقيرها. وعلى الرغم من سنوات من التحقيق، كان من الصعب الحصول على أدلة مقنعة لأي من التفسيرين.

الدراسة الجديدة تقدم احتمالا مختلفا. ضم فريق البحث الدولي علماء مناعة من جامعة بون ومستشفى بون الجامعي، وفيزيائيين من جامعة دويسبورج-إيسن، وعلماء طيور من معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوان (MPI-AB).

البحث عن الخلايا المغناطيسية

لتحديد المكان الذي يمكن أن يحدث فيه الاستشعار المغناطيسي، قام الباحثون بفحص عدة أجزاء من الجسم التي كانت تعتبر مرشحة محتملة، بما في ذلك العينين والمنقار والدماغ. كما قاموا بفحص الكبد والطحال.

باستخدام التقنيات المعروفة باسم “قياس مغناطيسية العينة الاهتزازية” و”فصل الخلايا المغناطيسية”، قام الفريق بقياس الخواص المغناطيسية في الأنسجة المختلفة.

تقول المؤلفة الأولى الدكتورة كليفيا ليسوفسكي، من جامعة بون ومستشفى بون الجامعي، التي قادت العمل المناعي: “لدينا بعض الأدلة على أن الكبد والطحال لهما خصائص مغناطيسية، لأنهما يكسران خلايا الدم الحمراء وبالتالي يخزنان الكثير من الحديد في الجسم”.

وبرز الكبد من بين جميع الأنسجة الأخرى التي تم اختبارها، حيث أظهر أعلى تركيز للحديد.

ويضيف البروفيسور أولف فيدوالد، من جامعة دويسبورج إيسن: “يتبلور الحديد في جزيئات الأكسيد النانوية، مما يجعل الخلايا ذات مغناطيسية فائقة وتتفاعل مع المجالات المغناطيسية. لقد وجدنا أقوى استجابة مغناطيسية حتى الآن في أنسجة الكبد”.

حددت التحقيقات الإضافية بلاعم الكبد كمصدر لهذه الاستجابة المغناطيسية.

ميريام ويدمان، وهي موظفة في معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوان، تطلق حمامة صاروخية كجزء من تجربة تبحث في الملاحة في ظل ظروف ملبدة بالغيوم. الائتمان: كريستيان زيجلر / معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوان

اختبار البوصلة المغناطيسية للحمام

ولمعرفة ما إذا كانت هذه الخلايا تؤثر فعليًا على الملاحة، أجرى الباحثون تجارب على الحمام المدرب على العودة إلى قفصه في MPI-AB في كونستانز بألمانيا، من مسافات تزيد عن عشرين كيلومترًا.

وعندما تمت إزالة البلاعم الكبدية، فقدت الطيور إحساسها بالاتجاه في الأيام الملبدة بالغيوم، عندما لم تكن الشمس مرئية. ومع ذلك، في ظل الظروف المشمسة، ظلوا قادرين على العودة إلى ديارهم بنجاح، على الأرجح من خلال الاعتماد على الإشارات الشمسية بدلاً من الإشارات المغناطيسية.

تشير النتائج إلى أن الحمام يستخدم أنظمة ملاحية متعددة وأن الاستشعار المغناطيسي يصبح مهمًا بشكل خاص عندما لا يتوفر التوجيه البصري من الشمس.

كيف يمكن للمعلومات المغناطيسية أن تصل إلى الدماغ

وبعد إثبات أن الخلايا تؤثر على الملاحة، قام الباحثون بالتحقيق في كيفية نقل المعلومات من الكبد إلى الدماغ.

وباستخدام المجهر الإلكتروني، وجدوا أن البلاعم الغنية بالحديد تقع بالقرب من الألياف العصبية. يمكن أن يوفر هذا الترتيب مسارًا يتم من خلاله نقل المعلومات المغناطيسية إلى الجهاز العصبي.

يقول ليسوفسكي: “توفر هذه النتائج أول دليل ملموس على كيفية إدراك المجال المغناطيسي للأرض داخل الجسم ونقله إلى الدماغ لتوجيه الحركة”.

ويقول الباحثون إن هذا الاكتشاف يجمع بين العديد من العمليات البيولوجية المعروفة، بما في ذلك استقلاب الحديد والتواصل بين الجهازين المناعي والعصبي، في تفسير محتمل لكيفية تنقل الحيوانات باستخدام المجال المغناطيسي للأرض.

يقول ويكلسكي: “إن الملاحة الحيوانية هي واحدة من أكثر الظواهر الرائعة في الطبيعة”. “إذا كانت الخلايا المناعية جزءًا من كيفية إحساس الطيور بالاتجاه، فإنها ستغير بشكل أساسي كيفية فهمنا للملاحة”.

الآثار المترتبة على ما وراء الطيور

وتبقى أسئلة كثيرة، خاصة فيما يتعلق بكيفية معالجة الدماغ للإشارات الصادرة من خلايا الكبد هذه.

يمكن أن تمتد النتائج أيضًا إلى ما هو أبعد من الحمام. فالحيوانات، مثل أسماك القرش، قادرة على التنقل دون الاعتماد على الضوء، مما يزيد من احتمال وجود آليات مماثلة في حيوانات أخرى صِنف.

ويقول الباحثون إن هذا العمل يفتح الباب لاستكشاف ما إذا كانت الحيوانات، وربما حتى البشر، تستجيب للمجالات المغناطيسية بطرق لم يتم فهمها بالكامل بعد.

مرجع: “تعتمد ملاحة الحمام الزاجل على البلاعم فائقة المغناطيسية في ظل الظروف الملبدة بالغيوم” بقلم كليفيا ليسوفسكي، مايكل كويتنج، دانييلا كلاوس، ليزا لازاريفسكي، ليا سيب، ماكسيميليان جيرمر، جيان لي، إنجي مولر، دانييل زونيجا، فولفغانغ فيدلر، دينا كيه إن ديشمان، كاسبر ثورب، جان هاسيناور، لارس فيستر، ستيفاني كويرتن، مايكل فارل، أولف فيدوالد، مارتن ويكلسكي وكريستيان كورتس، 28 مايو 2026، علوم.
دوى: 10.1126/science.ady2486

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.