Une étude récente indique que les pigeons pourraient naviguer grâce à des cellules immunitaires riches en fer présentes dans leur foie, capables de réagir aux champs magnétiques de la Terre. Ces découvertes pourraient résoudre un mystère vieux de plusieurs décennies concernant la navigation aviaire et mettre en lumière un rôle sensoriel surprenant du système immunitaire.
Les pigeons sont largement reconnus pour leur capacité à parcourir de longues distances tout en retrouvant leur chemin vers leur domicile. Cela a longtemps intrigué les scientifiques, qui ont cherché à élucider le secret de cette aptitude. La recherche actuelle révèle une piste inattendue : le foie.
Les résultats publiés dans la revue Science suggèrent que des cellules immunitaires spécialisées dans le foie des pigeons pourraient jouer un rôle dans leur capacité à percevoir le champ magnétique de notre planète, servant ainsi d’**aiguille de compass** interne pour les aider à naviguer.
Ces cellules, appelées **macrophages**, ont pour fonction principale de décomposer les globules rouges vieillissants. Au cours de ce processus, elles accumulent du fer. Selon les chercheurs, la présence de fer pourrait conférer à ces cellules des propriétés quantiques uniques, leur permettant de réagir aux champs magnétiques. Lorsqu’elles étaient retirées, les pigeons avaient du mal à retrouver leur chemin.
“Nous n’avions pas du tout prévu que les cellules immunitaires puissent agir comme des capteurs pour les champs magnétiques. Nos résultats révèlent un mécanisme de perception aimanté inconnu chez les animaux,” déclare le Prof. Christian Kurts, Directeur de l’Institut de Médecine Moléculaire et d’Immunologie Expérimentale de l’Université de Bonn et l’un des coauteurs principaux de l’étude.
“Ce qui peut s’apparenter à une ‘intuition’ dans la navigation aviaire pourrait en réalité avoir une base physique,” ajoute le Prof. Martin Wikelski, Directeur de l’Institut Max Planck de Comportement Animal et également coauteur principal de l’étude.
Les parcours de pigeons voyageurs qui ont été entraînés à naviguer sur plus de 20km jusqu’à leurs colombiers dans le sud de l’Allemagne. Certains pigeons ont été traités avec du clodronate pour éliminer les macrophages. Les pigeons non traités (en blanc) ont réussi à retrouver leur chemin par beau temps et par temps nuageux. Les pigeons traités au clodronate ont également navigué avec succès par temps ensoleillé (en orange), mais n’ont pas pu retrouver leur chemin par temps nuageux. Crédit : Max Planck Institute of Animal Behavior
Un Mystère Ancien de Navigation Aviaire
Les chercheurs savent depuis longtemps que les oiseaux migrateurs et les pigeons voyageurs utilisent le champ magnétique terrestre comme un des outils de navigation parmi d’autres. Cependant, la manière dont ils détectent ce champ est restée floue.
Des théories antérieures stipulaient que les oiseaux pourraient percevoir les champs magnétiques par des molécules sensibles à la lumière dans leurs yeux ou par de minuscules particules magnétiques contenues dans leur bec. Malgré des études intensives, il a été difficile d’obtenir des preuves convaincantes pour l’une ou l’autre de ces idées.
La nouvelle étude propose une alternative. L’équipe de recherche internationale a rassemblé des immunologistes de l’Université de Bonn, des physiciens de l’Université de Duisburg-Essen et des ornithologues de l’Institut Max Planck de Comportement Animal (MPI-AB).
À la Recherche de Cellules Magnétiques
Pour déterminer où pourrait se situer la perception magnétique, les chercheurs ont examiné plusieurs parties du corps considérées comme des candidates probables, notamment les yeux, le bec, ainsi que le cerveau. Ils ont également scruté le foie et la rate.
En utilisant des techniques de **magnétométrie par échantillon vibrant** et de **séparation cellulaire magnétique**, l’équipe a mesuré les propriétés magnétiques de différents tissus.
“Nous avions quelques indices que le foie et la rate pouvaient avoir des propriétés magnétiques, en raison de leur rôle dans la dégradation des globules rouges et leur stockage de fer,” commente la première auteure, Dr. Clivia Lisowski de l’Université de Bonn et de l’Hôpital Universitaire de Bonn, qui a dirigé le volet immunologique de l’étude.
Le foie s’est distingué des autres tissus, montrant la concentration la plus élevée de fer.
“Le fer est cristallisé en nanoparticules oxydées, ce qui rend les cellules superparamagnétiques et réactives aux champs magnétiques. Nous avons trouvé de loin la réponse magnétique la plus forte dans les tissus hépatiques,” ajoute le Prof. Ulf Wiedwald de l’Université de Duisburg-Essen.
Des investigations supplémentaires ont confirmé que les macrophages hépatiques sont à l’origine de cette réponse magnétique.
Miriam Widmann, membre du personnel de l’Institut Max Planck de Comportement Animal, relâche un pigeon voyageur dans le cadre d’une expérience portant sur la navigation par temps nuageux. Crédit : Christian Ziegler / Max Planck Institute of Animal Behavior
Tester le Compas Magnétique des Pigeons
Pour vérifier si ces cellules jouent réellement un rôle dans la navigation, les chercheurs ont mené une série d’expériences avec des pigeons entraînés à retourner à leur colombier à l’MPI-AB de Konstanz en Allemagne, depuis plus de vingt kilomètres.
Lorsque les macrophages du foie étaient éliminés, les oiseaux perdaient leur sens de l’orientation par temps nuageux, lorsque le soleil n’était pas visible. En revanche, lors des journées ensoleillées, ils réussissaient à rentrer chez eux, probablement grâce aux indices solaires plutôt qu’à des indications magnétiques.
Ces résultats laissent entendre que les pigeons font appel à plusieurs systèmes de navigation, et que la capacité à percevoir les champs magnétiques devient particulièrement cruciale lorsque les éléments visuels, comme la lumière du soleil, font défaut.
bleu = macrophage hépatique
jaune = fibre nerveuse
vert clair = tissu conjonctif
rouge foncé = endothélium
orange = capillaire avec graisse et protéines sanguines
beige/rose foncé = noyaux
vert foncé = fibroblastes.
Crédit : Lisowski et al. (2026) Science
Transmission de l’Information Magnétique au Cerveau
Après avoir montré que ces cellules influencent la navigation, les chercheurs se sont penchés sur les mécanismes permettant à l’information du foie d’atteindre le cerveau.
Utilisant des techniques de microscopie électronique, ils ont constaté que les macrophages riches en fer étaient situés à proximité des fibres nerveuses. Ce positionnement pourrait offrir un chemin par lequel les informations magnétiques sont transmises au système nerveux.
Lisowski explique : “Ces découvertes représentent la première preuve concrète de la façon dont le champ magnétique terrestre peut être perçu dans le corps et transmis au cerveau pour guider les mouvements.”
Les chercheurs estiment que cette découverte réunit plusieurs processus biologiques connus, tels que le métabolisme du fer et la communication entre les systèmes immunitaire et nerveux, offrant ainsi une possible explication sur la manière dont les animaux naviguent à l’aide du champ magnétique terrestre.
“La navigation animale est l’un des phénomènes les plus fascinants de la nature,” conclut Wikelski. “Si les cellules immunitaires jouent un rôle dans la façon dont les oiseaux perçoivent la direction, cela pourrait totalement transformer notre compréhension de la navigation.”
Perspectives au-delà des Oiseaux
Toutes ces découvertes soulèvent encore de nombreuses questions, notamment concernant la manière dont le cerveau traite les signaux provenant de ces cellules hépatiques.
Les implications pourraient dépasser le cadre des pigeons. Des animaux comme les requins sont capables de naviguer sans avoir recours à la lumière, laissant supposer que des mécanismes similaires pourraient également exister chez d’autres **espèces**.
Les chercheurs affirment que ce travail ouvre une voie vers la compréhension des réponses d’autres animaux, et peut-être même des humains, aux champs magnétiques, d’une manière qui reste encore à explorer.
Référence : “La navigation des pigeons voyageurs repose sur des macrophages superparamagnétiques par temps nuageux” par Clivia Lisowski, Michael Quetting, Daniela Klaus, Lisa Lazarevski, Lea Seep, Maximilian Germer, Jian Li, Inge Müller, Daniel Zuniga, Wolfgang Fiedler, Dina K. N. Dechmann, Kasper Thorup, Jan Hasenauer, Lars Fester, Stefanie Kuerten, Michael Farle, Ulf Wiedwald, Martin Wikelski et Christian Kurts, le 28 mai 2026, Science.
DOI : 10.1126/science.ady2486
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FAQ
Quels autres animaux pourraient utiliser un système de navigation magnétique ?
Des espèces telles que les tortues marines et certains insectes migreurs montrent des capacités de navigation qui pourraient également impliquer des cellules sensibles aux champs magnétiques.
Les humains peuvent-ils percevoir le champ magnétique ?
Bien que certains chercheurs étudient la possibilité que l’humanité puisse répondre à des stimuli magnétiques, aucune preuve définitive n’a encore été établie.
Comment cette recherche pourrait-elle influencer d’autres domaines ?
Cette découverte pourrait offrir de nouveaux éclairages sur les maladies liées à l’immunité et à la neurologie, en fonction de l’interaction entre les systèmes nerveux et immunitaire.
Quelles autres études sont nécessaires ?
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre pleinement le mécanisme de transmission entre les macrophages hépatiques et le cerveau, ainsi que les conséquences de l’élimination de ces cellules sur d’autres espèces.
Pourquoi cette recherche est-elle si importante ?
Elle ouvre de nouvelles perspectives sur la compréhension de la biologie animale et pourrait radicalement modifier notre conception de la navigation, tant chez les oiseaux que chez d’autres animaux.
