2026年5月发表在《科学》杂志的最新研究，信鸽肝脏中的超顺磁性巨噬细胞是其阴天导航的关键“隐形指南针"。这一发现揭示了动物磁感知的一种全新机制。
核心发现：肝脏巨噬细胞充当磁场传感器
•位置与特性：研究发现，信鸽肝脏中的铁浓度最高，磁响应高。这些功能由肝脏中富含铁的巨噬细胞（一种免疫细胞）承担。它们通过分解衰老红细胞积累铁元素，形成超顺磁性氧化铁纳米颗粒，从而具备感应地球磁场的能力 。
•导航机制：在晴天，信鸽主要依靠太阳定位；但在阴天或视觉线索缺失时，它们依赖肝脏巨噬细胞感知的地磁场进行导航 。
实验验证：清除巨噬细胞导致阴天迷路
研究团队通过对照实验证实了该机制的作用：
1.实验设计：训练34只信鸽熟悉归巢路线。在阴天条件下，一组注射药物特异性清除肝脏巨噬细胞，另一组为对照组。
2.结果对比：
对照组：方向明确，约70分钟内成功归巢。
清除组：飞行轨迹杂乱无章，失去方向感，当天无人归巢 。
3.恢复测试：当云层散去、太阳可见时，之前迷路的清除组信鸽全部正常归巢，证明其飞行能力未受损，仅丧失阴天磁导航能力。
信号传递：从肝脏到大脑
•结构基础：电子显微镜观察显示，肝脏中含铁的巨噬细胞与神经纤维紧密相邻（距离≤2微米），这为磁信号传递提供了物理通路 。
•推测机制：科学家推测，当地球磁力线变化时，巨噬细胞内的铁蛋白可能集体对齐，通过机械状态变化激活邻近神经末梢，将磁场信息传递给大脑 。具体是通过旁分泌信号还是直接接触，目前仍在研究中 。
科学意义
这一发现改变了以往认为鸟类磁感应主要依赖喙部磁铁矿或眼睛隐花色素的传统观点，揭示了免疫系统细胞可充当感觉受体的新机制。该机制可能普遍存在于蝙蝠、鲨鱼等其他具有磁感知能力的动物中 。
从小鼠和人类脾脏中提取的巨噬细胞含有微小的磁性铁颗粒，这些颗粒是在巨噬细胞分解老的红细胞并捕获其铁原子时形成的。那么，类似的免疫细胞是否也在信鸽导航中发挥了作用呢？通过检查了鸽子的各种组织是否具有与小鼠免疫细胞相同的微小磁性颗粒。灵敏的磁力计显示，在所有测试的组织中，肝脏的信号远远强于其他部位，比仪器的背景噪声水平高出了20多倍。
对信鸽组织切片的染色研究证实，一种名为铁蛋白的铁化合物在肝脏巨噬细胞中含量丰富，在脾脏中很少，在喙部或大脑中则缺失。
鸽子肝脏组织，图示含铁巨噬细胞（蓝色）
鸽子为何能飞行数百公里仍顺利归巢，长久以来一直令人好奇。如今研究人员给出了一个出人意料的答案：这套导航系统并不存在于鸽子的大脑或眼部，而是位于肝脏之中。研究发现鸽子可利用肝脏内富含铁元素的巨噬细胞来感知地磁场，在阴天无法借助太阳定位时，一旦使用荷兰Liposoma的氯膦酸盐脂质体清除鸽子肝脏内的含铁的巨噬细胞后，其方向感知能力会丧失，鸽子便无法正常归巢导航。当云层散去、太阳变得可见后，巨噬细胞被清除的鸽子能够正常归巢。
论文截图
清除鸽子巨噬细胞方案：
使用30-26号针头和注射器，通过翼静脉（尺静脉）接受0.5 mL对照脂质体或氯磷酸盐脂质体的静脉注射。为确保静脉给药的安全性，注射在全身麻醉下进行。根据每只信鸽的个体需求，通过头罩给予异氟烷和氧气的吸入麻醉：诱导麻醉采用5 vol%的异氟烷，维持麻醉采用1-2.5 vol%的异氟烷。将信鸽从鸟舍装入指定的运输篮中带至实验室，每只信鸽的注射操作约在两分钟内完成，之后立即将其送回鸟舍。氯磷酸盐脂质体的给药不会引起不良反应或行为改变。尽管如此，注射后仍进行了监测以确保信鸽的健康状态。
