Der innere Kompass der Tauben

Tauben verfügen in ihrer Leber über Immunzellen, die besonders viel Eisen enthalten. Nach neuen Forschungsergebnissen könnten genau diese Zellen den Vögeln helfen, das Erdmagnetfeld wahrzunehmen und sich daran zu orientieren.

Tauben finden auch über viele Kilometer hinweg zu ihrem Heimatschlag zurück. Wie ihnen diese Leistung gelingt, beschäftigt die Forschung seit langer Zeit. Eine im Fachjournal „Science“ veröffentlichte Studie weist nun darauf hin, dass ein wichtiger Teil dieser Fähigkeit nicht in Gehirn, Auge oder Schnabel liegen könnte, sondern in der Leber. Dort befinden sich spezielle Immunzellen, sogenannte Makrophagen. Diese bauen alte rote Blutkörperchen ab und speichern dabei Eisen. Durch diese Eisenanreicherung erhalten sie Eigenschaften, die sie möglicherweise empfindlich für Magnetfelder machen. Die Forschenden gehen davon aus, dass diese Zellen Tauben eine Art inneren Kompass ermöglichen. Fehlen die eisenhaltigen Makrophagen in der Leber oder sind sie nicht intakt, verschlechtert sich die Orientierung der Tiere bei bewölktem Himmel deutlich. Ist die Sonne sichtbar, finden die Tauben dagegen weiterhin nach Hause. Das spricht dafür, dass sie bei klarer Sicht zusätzlich den Sonnenstand zur Navigation nutzen können.

Bisher war bekannt, dass Zugvögel und Brieftauben das Erdmagnetfeld für ihre Orientierung nutzen. Unklar blieb jedoch, wie sie dieses Magnetfeld wahrnehmen. Frühere Erklärungen gingen davon aus, dass Vögel Magnetfelder über lichtempfindliche Moleküle im Auge oder über winzige magnetische Teilchen im Schnabel erfassen könnten. Überzeugende experimentelle Nachweise gab es dafür bislang nicht. Die neue Studie schlägt nun einen anderen Mechanismus vor. Forschende der Universität Bonn, des Universitätsklinikums Bonn, der Universität Duisburg-Essen und des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie untersuchten verschiedene Organe von Tauben, darunter Augen, Schnabel, Gehirn, Leber und Milz. Mit Messverfahren wie Vibrating-Sample-Magnetometrie und magnetischer Zellseparation prüften sie, wo magnetisch aktive Zellen vorkommen. Die stärkste magnetische Reaktion fanden sie in der Leber. Dort war auch die Eisenkonzentration besonders hoch.

Die Forschenden untersuchten außerdem, wie mögliche Signale aus der Leber an das Gehirn weitergeleitet werden könnten. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, dass die eisenreichen Makrophagen in der Nähe von Nervenfasern liegen. Das könnte ein Hinweis darauf sein, wie magnetische Informationen aus der Leber in das Nervensystem gelangen. Die Studie verbindet damit den Eisenstoffwechsel, Funktionen des Immunsystems und die Kommunikation zwischen Immun- und Nervensystem mit der Frage, wie Tiere navigieren. Die Ergebnisse deuten auf einen bislang unbekannten Zusammenhang zwischen Immunzellen und Sinneswahrnehmung bei Vögeln hin. Offen bleibt, wie das Gehirn solche Signale verarbeitet.

Auch über Vögel hinaus könnten die Erkenntnisse bedeutsam sein. Die Forschenden verweisen auf Tiere wie Haie, die ebenfalls ohne Licht navigieren können. Möglich ist, dass auch andere Tiere und vielleicht sogar Menschen auf Magnetfelder reagieren, ohne dass dieser Mechanismus bisher verstanden ist.

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