A galamb csőre iránytűként szolgál

Eddig is gyanították, hogy a galambok a Föld mágneses mezejét használják tájékozódásra. Német kutatóknak most sikerült kimutatni, melyik szervben rejlik ez a "hatodik érzék": a csőr felső részét fedő bőrben találtak egy összetett idegi struktúrát, amely kétféle vasoxidot tartalmaz. Ezek jelenléte és térbeli elhelyezkedése elegendő ahhoz, hogy a csőr iránytűként szolgáljon.

Sokféle állatfaj képes a mágneses tér érzékelésére, köztük rovarok, halak, kétéltűek, hüllők, madarak és emlősök. Ezek az állatok rendelkeznek ún. magnetoreceptorokkal, vagyis olyan érzékelőkkel, amelyek a mágnes térnek - elsősorban a Föld mágneses mezejének - a hatását idegi impulzusokra fordítják le.

Korábban általános volt az az elképzelés, hogy a fő ásvány, amellyel a mágneses mezőt érzékelni lehet, a magnetit. Azonban a legújabb vizsgálatok szerint, amelyek során Gerta Fleissner és munkatársai (Goethe Egyetem, Frankfurt) elektronmikroszkópos és röntgenelemzéssel figyelték meg a postagalamb csőrében levő mágneses vasásvány-kristályok megoszlását, más eredményt kaptak. Kimutatták, hogy - lágy- és keménymágneses tulajdonságaik révén - két vasásvány lényeges abban az érzékeny, nagyon specializált érzékelőrendszerben, amely biológiai magnetométerként funkcionálhat. (A keménymágneses anyagok a külső mágneses tér hatásának megszűnte után is megőrzik mágnesességüket, azaz állandó mágnesek. A lágymágneses anyagok ezzel szemben a külső mágneses hatás megszűntével mágnesességük túlnyomó részét elveszítik.) A vizsgált galambszövetekben a maghemit és a magnetit mindig megtalálható volt, egymáshoz való arányuk pedig stabilnak mutatkozott.

A vizsgált vasásvány-kristályokban a maghemit dominált, ez képezte kb. 90%-ukat, és csak 10%-uk volt magnetit. A 2-4 nanométeres magnetitrészecskék gyűrű alakban helyezkednek el, és a sejthártya belső felületére tapadnak. Ezzel szemben a maghemitkristályok szabálytalan kérget alkotnak hólyagocskaszerű vagy lapos, négyszögletes struktúrákon, amelyek kb. 10 mikrométer hosszúságú láncokat képeznek. A szerzők becslése szerint a postagalamb csőre kb. 85 nanogramm vasat tartalmaz.

Az ásványok kétséget kizáróan a felső csőr bőrének dendritjeiben - az érzőidegek végződéseiben - helyezkednek el. Ezeknek az idegeknek hat olyan bőrfoltba van kivezetésük, amelyek a galamb felső csőrének belső felületét csíkozzák. Mindegyik folt kb. 350 mikrométer hosszú és 200 mikrométer széles, és nem teljesen összefüggő kristálykoncentrációkat tartalmaz, amelyek egyenes vagy enyhén meggörbült vonalakba szerveződnek. A rendszer szimmetrikus: 3-3 bőrfolt van a csőr két oldalán. Az idegsejtek mindegyik foltban magasan szervezett háromdimenziós mintákat alkotnak: párhuzamos hossztengelyeik közt a távolság egységesen kb. 100 mikrométer. Irányuk is meghatározott: a szemhez legközelebbieknél a faroktól a fejhez tart, a középsőknél középről oldalra, a csőr hegyéhez közelieknél pedig felülről lefelé. Ily módon valamennyi foltpár egy mágneses mezővektor három tengelye közül az egyik érzékelésére alkalmas.

A kutatók a galambszöveteken alkalmazott preparálási technikát követve megvizsgálták a csirke, a kerti poszáta és a vörösbegy megfestett szövetmintáit is, és ezekben a vasásványstruktúra ugyanolyan volt, mint a galamboknál: a maghemit és a magnetit ugyanolyan arányát tartalmazta.

Az ásványösszetétel ilyen egyezése a három madárfajban azért meglepő, mert ezek a madárfajok alapvetően különböznek tájékozódási és navigációs magatartásuk terén. A csirke helyben lakó madár, a kerti poszáta rövidebb, a vörösbegy hosszabb távon vándorol, a galamb pedig a postagalamb szerepét is képes ellátni.

Az továbbra sem világos, milyen mechanizmussal továbbítja ez a rendszer a mágneses jeleket, bár a szerzők azt állítják, az általuk azonosított struktúrák képesek a földi mágneses mezőnek mind az erősségét, mind az irányát detektálni. A mágneses tér érzékelésével kapcsolatban a kutatók úgy gondolják, a lágymágneses jelleget hordozó maghemit-kristályok dolga a helyi mágneses mező felerősítése.

Az eredményeket a kutatók a Naturewissenschaften 2007. augusztusi számában közölték.