Es gehört noch immer zum Faszinierendsten: Wie sich Tiere – und insbesondere Vögel – orientieren. Bei Zugvögeln spielen etwa die Gene eine Rolle, indem ein genetisches Programm Zugrichtung und -entfernung bestimmen. Auch dienen Sonne und Sterne als Kompass. Vögel können sich zudem Landmarken einprägen und mithilfe dieser navigieren. Auch anhand von Gerüchen finden sie ihren Weg.

Doch Tiere können sich auch orientieren, wenn das Sehen und Riechen eingeschränkt ist. Sie haben noch einen weiteren Sinn. So ist seit längerem bekannt, dass sich Zugvögel und Brieftauben mithilfe des Erdmagnetfelds zurechtfinden können.

Augen, Schnabel… oder doch wo anders?

Doch wie genau sie das Magnetfeld wahrnehmen, ist umstritten. Die eine Theorie siedelt die Wahrnehmung in den Augen an. Dank lichtempfindlicher Moleküle könnten Vögel das Erdmagnetfeld „sehen“. Die konkurrierende Theorie konzentriert sich auf den (Ober-)Schnabel, in dem magnetische Partikel vermittelt über Nerven ins Hirn dem Vogel den richtigen Weg weisen. Ausserdem gibt es noch eine eher theoretische Annahme, die auf biophysikalischen Mechanismen beruht.

Nun kommt eine neue Hypothese hinzu. Sie bestätigt einen Eindruck, der einem bei der Vogelbeobachtung beschleicht: Dass sich die Vögel „aus dem Bauch“ heraus zu orientieren wissen.

Und in der Tat: Magnetsensoren in der Leber könnten sozusagen der innere Kompass der Vögel sein. Dies geht aus einer soeben in Science erschienen Studie von Clivia Lisowski et. al. hervor (siehe auch die Mitteilung des Max-Planck-Instituts).

Die Forscherinnen und Forscher untersuchten verschiedene Organe der Tauben. Sie fahndeten dort nach magnetischen Eigenschaften. Vor allem in der Leber wurden sie fündig. In der Leber bauen Immunzellen (Makrophagen) alte rote Blutkörperchen ab. Dabei reichert sich Eisen an, die Makrophagen werden „superparamagnetisch“ und reagieren auf das Magnetfeld der Erde. Da zwischen den Makrophagen und Nervenfasern eine enge räumliche Beziehung besteht, kann davon ausgegangen werden, dass die Signale der Makrophagen ins Hirn gelangen.

Daraus folgt allerdings noch nicht, dass die Tauben diese Eigenschaften auch wirklich zur Orientierung nutzen. Also starteten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein Experiment an lebenden Objekten.

34 Tauben wurden darauf trainiert, eine 19 Kilometer lange Strecke von West nach Ost zum Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie zu fliegen. Kein grosses Problem für die Tauben: Nach zehn Runden hatten sie die Strecke im Griff.

Erfolgreiche Taubentestflüge

Nun wurden zwei Gruppen gebildet: Wenn für den kommenden Tag eine vollständige Bedeckung prognostiziert war und sich die Tauben also nicht an der Sonne orientieren konnten, wurden der einen Gruppe Clodronat-Liposomen intravenös verbreicht. Damit werden Mikrophagen im Körper abgebaut. Der anderen Gruppe wurden Kontroll-Liposomen verabreicht.

Die Tauben mit den unbehandelten Mikrophagen in der Leber fanden innerhalb von 70 Minuten nach Hause. Aber keine der Tauben mit reduziertem Mikrophagenspiegel schaffte den Heimflug. Sie flogen scheinbar zufällig in der Gegend herum. Sobald sich aber die Wolkendecke lichtete und die Sonne sichtbar wurde, traten sie zielstrebig den Heimflug an.

Das Experiment bestätigte also die Hypothese, dass bei den Tauben die Leber mit superparamagnetischen Makrophagen entscheidend zur Wahrnehmung des Erdmagnetfelds beiträgt. Die Forscherinnen und Forscher gehen davon aus, dass dies auch bei anderen Tieren ähnlich funktionieren könnte, etwa bei Fledermäusen oder Blindmullen.

© Markus Hofmann