Pendant la Première Guerre mondiale, lorsqu’un bataillon américain était coincé derrière les lignes ennemies, les pigeons fournissaient des coordonnées qui aidaient à sauver les soldats alors qu’aucun messager humain ne le pouvait. Les pigeons transmettaient ensuite les informations financières et les cours des actions sur une distance de 76 milles à travers le réseau télégraphique européen. Pendant la guerre froide, la CIA utilisait des pigeons pour relier les pigeons à des photographies de reconnaissance aérienne.
Mais comment ces oiseaux ont-ils géré leur voyage ? Les scientifiques ont découvert un nouveau mécanisme pour leur extraordinaire précision, en particulier dans des conditions sombres. Ils suivent littéralement leur instinct.
Grâce à une série d’expériences en vol et en laboratoire, les chercheurs ont découvert que les pigeons peuvent utiliser des cellules hépatiques spéciales comme boussole interne. Ces cellules riches en fer possédaient des propriétés quantiques intéressantes qui permettaient aux pigeons de détecter la direction du champ magnétique terrestre. L’étude a été publiée jeudi dans Science. Sans cellules, des pigeons disparaissaient dans certaines conditions météorologiques.
⛅ Recevez la météo CNN dans votre boîte de réception
- Les prédictions ne sont qu’un début. Nous vous enverrons des rapports d’experts et des bulletins météorologiques pour que vous en sachiez toujours plus que les chiffres. Inscrivez-vous à la newsletter
“Il s’agit d’un grand casse-tête dans le domaine de la façon dont les oiseaux utilisent les champs magnétiques pour trouver leur chemin”, a déclaré l’auteur principal Christian Kurtz, immunologiste à l’hôpital universitaire de Bonn en Allemagne. “Personne ne pensait que les champs magnétiques et les cellules immunitaires pouvaient également les détecter. C’est un nouveau rôle pour le système immunitaire.”
Les pigeons, ainsi que de nombreux oiseaux, utilisent un certain nombre de tactiques pour naviguer sur le terrain, notamment la surveillance de la position du soleil, de l’odeur, des marques et, plus mystérieusement, du champ magnétique, sur lequel ils s’appuient en l’absence d’autres signaux. Il a été suggéré que l’un des indices clés sur la manière dont les oiseaux perçoivent les champs magnétiques serait leur rétine. pièces sensibles à la lumière Cela leur a permis de « voir » littéralement le terrain. Mais qu’en est-il lorsqu’il n’y a pas de soleil ?
“Maintenir votre orientation est essentiel non seulement pour les oiseaux migrateurs nocturnes, mais aussi pour les pigeons en mauvaises conditions”, a déclaré Martin Wikelski, auteur principal et directeur de l’Institut Max Planck pour le comportement animal. De plus, certains oiseaux s’égarent et deviennent désorientés. tempête géomagnétiquelorsque les particules solaires déforment le champ magnétique terrestre.
Les scientifiques cherchaient une nouvelle explication à ce flocage. Lors d’une pause-café lors d’une conférence il y a 10 ans, Kurtz a rencontré l’écologiste Wikelski pour tenter de résoudre cette énigme du pigeon. Kurtz lui a parlé d’une découverte récente en immunologie où son équipe avait pu isoler des cellules magnétiques de la rate de rongeurs. Ils se regardèrent et se dirent : “Eureka, c’est ça !” Kurtz, directeur de l’Institut de médecine moléculaire et d’immunologie expérimentale, a rappelé. Ils ont testé la théorie en prenant des cellules magnétiques et en vérifiant si les oiseaux perdaient leur capacité à naviguer dans des conditions nuageuses.
De retour au laboratoire, Kurtz et son équipe d’immunologie ont examiné les organes du pigeon à la recherche de cellules magnétiques et ont découvert que le foie contenait la plus forte concentration de fer. Les cellules immunitaires décomposent ici les vieux globules rouges endommagés et accumulent pendant une courte période le fer de l’hémoglobine.
Les cellules ne sont pas intrinsèquement magnétiques, mais lorsqu’elles sont placées dans un champ magnétique, elles peuvent présenter des propriétés semblables à celles d’un aimant au niveau quantique minuscule des nanoparticules, un type de magnétisme connu sous le nom de « superparamagnétisme ».
“Après qu’un pigeon traverse le champ magnétique terrestre (électrons dans les cellules immunitaires du foie) “Ils sont tous orientés dans la même direction, ce qui les rend superparamagnétiques”, explique Klivia Lisowski, co-auteur de l’étude et biologiste à l’Université de Bonn. Les cellules peuvent transmettre des informations au cerveau via des connexions nerveuses via le foie. Cela permet au pigeon de détecter le champ magnétique et ensuite de « décider de voler à gauche ou à droite ».
Pour tester si l’idée allait fonctionner, Wikelski et ses collègues écologistes ont entraîné 34 pigeons à parcourir 19 kilomètres dans le sud de l’Allemagne dans des conditions ensoleillées et couvertes, mais ont épuisé certaines des cellules immunitaires contenant du fer des oiseaux. Ils s’attendaient à constater les changements les plus importants pendant le vol dans des conditions nuageuses, où les oiseaux devaient compter sur le champ magnétique terrestre.
Comme un oiseau regardant un sandwich, ils virent ce qu’ils espéraient. Tous les pigeons dotés de cellules riches en fer ont réussi le parcours en 70 à 90 minutes dans des conditions ensoleillées et couvertes. Cependant, les pigeons carencés en fer se perdent dans le ciel couvert, se dirigeant dans la direction opposée ou dépassant leur destination. Dès que les nuages se sont dissipés et que le soleil est apparu, ils sont rentrés chez eux.
“Si vous n’avez pas de boussole, vous perdez votre direction et vous tournez en rond”, a déclaré Wikelski.
Au cours d’un vol de suivi, l’équipe a découvert que les cellules immunitaires des pigeons modifiés redéposaient naturellement du fer, leur permettant de se réorienter en fonction du champ magnétique.
Certains scientifiques non impliqués dans la recherche ont déclaré à CNN que l’étude suggérait un nouveau mécanisme potentiel de détection magnétique. Mais d’autres chercheurs ne sont pas entièrement convaincus par cette nouvelle idée.
Joseph Kirschwink, géophysicien au California Institute of Technology, a déclaré que l’étude avait besoin de preuves plus directes que ces matériaux superparamagnétiques détectent les champs magnétiques.
Ces substances se trouvent dans le cerveau d’autres animaux comme les abeilles et les patients atteints de la maladie d’Alzheimer. Mais Kirschwink affirme que les scientifiques n’ont pas été en mesure de démontrer comment ces champs de particules peuvent être détectés de manière fiable. Il pense que cela pourrait être une « impasse » dans la compréhension de la façon dont les oiseaux perçoivent les champs magnétiques et pourrait avoir une fonction complètement différente.
Cependant, les prochaines étapes de l’équipe consistent à découvrir les mécanismes par lesquels les cellules immunitaires communiquent avec les nerfs et envoient des messages au cerveau. L’équipe a également construit un système satellite pour suivre les pigeons à travers le monde et en apprendre davantage sur leurs compétences en navigation.
“Il devient clair que le système immunitaire, essentiellement notre corps tout entier rempli de cellules immunitaires, détecte l’environnement”, a déclaré Wikelski. “C’est un changement dans notre compréhension du fonctionnement du corps en général.”