Bilim insanları, göçmen kuşların ve evcil güvercinlerin, özellikle de görsel ipuçlarının veya güneş ışığının az olduğu gece vakitlerinde veya kapalı havalarda, Dünya'nın manyetik alanını algılayarak yön bulduğunu uzun süredir biliyor. Ancak bu manyetik algının vücutta tam olarak nerede gerçekleştiği ve bunu sağlayan mekanizma hala yoğun tartışma konusu. Bilim dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, evcil güvercinlerin karaciğerlerindeki demir açısından zengin bağışıklık hücrelerinin, manyetik alanları tespit etmelerine ve bu bilgiyi beyne iletmelerine yardımcı olduğunu öne sürüyor.
Kuşların Dünya'nın jeomanyetik alanını algılamasına yönelik üç ana hipotez bulunuyor. Bunlardan biri, kuşun gagasındaki manyetik parçacıkların Dünya'nın çekimiyle yön bilgisi aktarmasını sağlayan bir pusula benzeri mekanizma. İkincisi, voltaja duyarlı hücresel iyon kanalları aracılığıyla biyolojik olarak gerçekleşen ve kuşların manyetik alandaki değişimleri algılamasını sağlayan bir mekanizma. Üçüncüsü ise, retinadaki pigmentlerdeki fiziksel etkilerin kuşların fotonları algılamasına ve beyne sinyal göndermesine olanak tanıdığı, ancak bu mekanizmanın yalnızca ışıkta etkili olduğu düşünülüyor.
Bu hipotezlerin hiçbiri, hayvanların manyetik alanları nasıl algılayabildiğini tam olarak açıklamıyor. Ancak, “Karaciğer ve dalakta manyetik özellikler olduğuna dair bazı ipuçlarımız vardı, çünkü kırmızı kan hücrelerini parçalıyorlar ve bu da vücutta bol miktarda demir depolanmasına neden oluyor” diyor çalışma yazarlarından Clivia Lisowski. Bu, farelerin ve insanların dalaklarındaki kırmızı pulp makrofajlarının içsel olarak süperparamanyetik olduğunu ve bu nedenle manyetik alanlara daha duyarlı olduğunu öne süren bir makaleye dayanıyor. Ancak bu özelliklerin herhangi bir manyetoresepsiyonda rol oynayıp oynamadığı net değildi.
Çalışma kapsamında, araştırmacılar evcil güvercinlerin karaciğer ve dalak dokularını, gözlerini, gagalarını ve beyinlerini incelediler. Kırmızı kan hücresi parçalanma ürünü olan ferritine duyarlı olan Prusya mavisi ile boyanan doku örnekleri incelendiğinde, en yüksek demir konsantrasyonunun ve en güçlü manyetik tepkinin karaciğer dokusunda olduğu görüldü.
İçsel Bir Pusula
Hipotezlerini daha da test etmek için araştırmacılar, 34 güvercini 19 kilometrelik batı-doğu rotasında evlerine dönmeleri için eğittiler. Eğitim sonrası, güvercinlerin yarısına karaciğerdeki makrofajları azaltmak için klodronat lipozom enjeksiyonu yapıldı, diğer yarısı ise kontrol grubu olarak bırakıldı. Bu işlem, ertesi gün güneşin kapalı olacağı tahmin edilen hava koşulları öncesinde gerçekleştirildi. Bir sonraki gün tüm güvercinler salındı.
Kontrol grubundaki tüm güvercinler başarıyla yuvalarına dönerken; enjeksiyon yapılan güvercinler yön duygularını kaybettiler ve ancak ertesi gün güneş çıktığında eve dönebildiler. Klodronatla tedavi edilen güvercinlerle yapılan takip deneyinde, güneşli koşullarda yuvalarına dönme yeteneklerinde bir sorun yaşanmadı, çünkü bu durumda güneş ipuçlarını kullanabildiler. Bu durum, güvercinlerin yön bulmak için güneşin konumu ile manyetik algıyı bir arada kullandığını ve ikincisinin hayvanlarda daha önce düşünülmeyen bir manyetik algı mekanizması olduğunu gösteriyor.
Yazarlar, bu sonuçların yarasa ve kör köstebek sıçanlarında da manyetoresepsiyonu açıklayabileceğini düşünüyor; zira bu hayvanlarda işlevsel kriptokromlar bulunmuyor veya ışığın az olduğu ortamlarda yaşıyorlar. Bu bulgular, uzun mesafeler boyunca düz çizgiler halinde yüzebilen bazı köpekbalığı türleri için de geçerli olabilir. Yazarlar, “Manyetoresepsiyonun ötesinde, bulgularımız daha geniş bir gelişmekte olan kavrama katkıda bulunuyor: dokuya yerleşik makrofajlar, beyne doğrudan, biyolojik olarak anlamlı geri bildirim sağlayan periferik duyu hücreleri olarak işlev görebilir” sonucuna varıyor.
İlgili bir makalede ise, bazı çekinceler dile getiriliyor. Örneğin, karaciğerdeki demir açısından zengin hücrelerin, kapalı güvercinlerin diyetinden kaynaklanmış olabileceği düşünülüyor. Ayrıca, karaciğerin manyetik alanları algılamak için en iyi ve en olası organ olup olmadığı konusunda henüz net bir fikir birliği yok. Klodronatın vücudun başka yerlerindeki makrofajları da azaltmış olabileceği ve bu durumun histolojik sonuçları etkilediği ihtimali de mevcut.
Daha önce yayımlanan ve farklı, daha küresel bir metodoloji kullanan bir çalışma, farklı bir mekanizma öne sürerek, güvercinlerin ön beynindeki özel hücrelerin manyetik bilgiyi kodladığını ve böylece etkili yön bulmayı kolaylaştırdığını savunuyor. Her iki potansiyel mekanizma da ışık uyarısı gerektirmiyor, bu nedenle güvercinlerin yön bulmasına yardımcı olmak için iki veya daha fazla tamamlayıcı süreç iş başında olabilir.
Araştırmacılar, “Belki uzun mesafeli navigasyon için bir süreç baskın olurken, diğeri daha spesifik hedef bulma için kullanılıyor ve her ikisi de farklı hassasiyet dereceleriyle çalışıyor” diye ekliyor. “Gerçekten de, karanlıkta eve dönmek için birden fazla yola sahip olmak akıllıca olabilir.”
