Woher kommt der Orientierungssinn von Tauben? Forscher entdecken eingebauten Magnetkompass in der Leber

Die erstaunliche Fähigkeit von Tauben, selbst aus großer Entfernung zielsicher zu ihrem Heimatschlag zurückzufinden, beschäftigt die Wissenschaft seit Jahrzehnten. Zwar gilt es als gesichert, dass Vögel zur Navigation das Erdmagnetfeld nutzen. Wie dieses jedoch wahrgenommen wird, war bisher weitgehend unklar.

Nun konnte ein internationales Forschungsteam nachweisen, dass bestimmte Immunzellen in der Leber von Tauben offenbar in der Lage sind, Magnetfelder zu erkennen.

„Unsere Ergebnisse enthüllen einen bisher unbekannten Mechanismus der magnetischen Wahrnehmung bei Tieren“, sagt Christian Kurts, Direktor des Instituts für Molekulare Medizin und Experimentelle Immunologie des Universitätsklinikums Bonn, einer der Autoren der in Science veröffentlichten Studie.

Suche nach der Magnetwahrnehmung

Im Mittelpunkt der Studie stehen Immunzellen, sogenannte Makrophagen, die im Körper wichtige Aufgaben beim Abbau alter roter Blutkörperchen übernehmen. Dabei sammeln sie Eisen an – ein auschlaggebender Punkt der neuen Theorie.

„Wir hatten überhaupt nicht erwartet, dass Immunzellen wie Sensoren für Magnetfelder wirken“, sagt Kurts. Und Mitautor Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie, ergänzt: „Was bei der Navigation von Vögeln wie ein ‚Bauchgefühl‘ aussieht, könnte tatsächlich eine physikalische Grundlage haben.“

Bisher ging man vor allem davon aus, dass Vögel Magnetfelder entweder durch lichtempfindliche Moleküle oder über winzige magnetische Partikel im Schnabel wahrnehmen. Echte Nachweise fehlten jedoch.

Neben Augen, Schnabel und Gehirn wurden für die aktuelle Untersuchung daher unterschiedliche Organe von Tauben untersucht.

„Wir hatten einige Hinweise darauf, dass Leber und Milz magnetische Eigenschaften besitzen, da sie rote Blutkörperchen abbauen und somit viel Eisen im Körper speichern“, sagt Erstautorin Clivia Lisowski von der Universität und dem Universitätsklinikum Bonn.

Eisen sei in Oxid-Nanopartikeln kristallisiert, was die Zellen superparamagnetisch mache und sie auf Magnetfelder reagieren lasse, erklärt Ulf Wiedwald von der Universität Duisburg-Essen. „Die mit Abstand stärkste magnetische Reaktion haben wir in der Leber gemessen.“

Eisenreiche Makrophagen könnten damit als biologische Sensoren fungieren und Veränderungen im Erdmagnetfeld registrieren.

Um die Bedeutung der Zellen für die Navigation zu überprüfen, führten die Forscher umfangreiche Verhaltensexperimente durch. Die Tauben waren darauf trainiert worden, aus mehr als 20 Kilometern Entfernung zu ihrem Heimatschlag in Konstanz zurückzukehren.

Dabei zeigte sich ein bemerkenswerter Zusammenhang: Wurden die Leber-Makrophagen ausgeschaltet, verloren die Tiere bei bedecktem Himmel ihre Orientierung. Die Heimkehr gelang viel schlechter als gewöhnlich.

Anders bei Sonnenschein: War die Sonne sichtbar, fanden die Tauben weiterhin zuverlässig den Weg zurück. Die Forscher schließen daraus, dass die Vögel verschiedene Navigationssysteme parallel nutzen.

Verbindung zwischen Leber und Gehirn

Ein weiteres Ergebnis betrifft die Signalübertragung. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, dass sich die eisenreichen Immunzellen in unmittelbarer Nähe zu Nervenfasern befinden.

Das deutet darauf hin, dass magnetische Informationen aus der Leber über das Nervensystem an das Gehirn weitergeleitet werden könnten. Dort würden die Signale schließlich verarbeitet und in Navigationsentscheidungen umgesetzt.

„Diese Ergebnisse liefern den ersten Beweis dafür, wie das Erdmagnetfeld im Körper wahrgenommen und an das Gehirn weitergeleitet werden kann, um die Bewegung zu steuern“, erklärt Lisowski.

Die Navigation von Tieren sei eines der faszinierendsten Phänomene in der Natur, fasst Wikelski zusammen. „Wenn Immunzellen Teil der Richtungswahrnehmung von Vögeln sind, würde dies unser Verständnis von Navigation grundlegend verändern.“

Quellenhinweis:

Lisowski, C., et al. (2026): Homing pigeon navigation relies on superparamagnetic macrophages under overcast conditions. Science.