Довгий час до появи інтернет-месенджерів, голуби цінувалися за їх здатність знаходити шлях додому на великі відстані, з повідомленням, прив'язаним до їхньої ноги.

Важливість 'голубиної пошти' для людської культури відзначалася ще в 1350 році до нашої ери, коли їх зображали в давньоєгипетському мистецтві.

Протягом століть ці птахи були нашою найнадійнішою формою зв'язку на великі відстані.

До винаходу телеграфу, голуби (Columba livia domestica) виконували безліч важливих бізнес-угод, любовних листів і військових звітів, які змінили хід історії людства.

Але, незважаючи на нашу тривалу залежність від цих чудових птахів, ми насправді не знаємо, що робить їх навігаційні навички такими точними, або де в їхньому тілі знаходиться цей потужний внутрішній компас.

Протягом десятиліть вчені підозрювали, що голуби, як і інші птахи та тварини, можуть покладатися на магнітне поле Землі для орієнтації.

Тепер команда з Університету Бонна та Інституту поведінки тварин Макса Планка в Німеччині має докази.

"Те, що виглядає як 'інтуїція' в навігації птахів, може насправді мати фізичну основу," говорить біолог Мартін Вікельскі, директор MPI-AB і старший автор статті.

Внутрішній компас голуба, здається, може знаходитися в їхній печінці, з високою концентрацією заліза.

"У нас були деякі підказки, що печінка і селезінка мають магнітні властивості, оскільки вони розщеплюють червоні кров'яні клітини і таким чином зберігають багато заліза в організмі," говорить імунолог Клівія Лісовскі з Університету Бонна.

Специфічно, команда підозрювала, що це залізовмісні макрофаги – спеціалізовані білі кров'яні клітини – в печінці відіграють роль у навігації.

Що ще дивніше, так це те, що ці макрофаги мають квантову властивість, звану суперпарамагнетизмом, яка може діяти як компас 'стрілка' в досить буквальному сенсі.

Голуби мають все необхідне обладнання, щоб 'читати' цей компас: досліджуючи тканину печінки голуба під мікроскопом, дослідники виявили нервові волокна, здатні передавати сигнали від макрофагів прямо до мозку голуба.

Сонце пропонує голубам досить чіткий навігаційний маркер більшість часу, але ці внутрішні, квантові печінкові компаси можуть бути особливо важливими в похмурі дні, вважають дослідники.

Щоб перевірити цю теорію, дослідники взяли 34 голуби на тестовий політ, на відстань 19 кілометрів (близько 12 миль) від їхнього дому в MPIAB, щоб подивитися, як добре вони можуть знайти шлях назад в умовах похмурої погоди.

За день до польоту 18 голубам зробили укол клодронату, препарату, який знищує макрофаги, тим самим знищуючи зв'язок між цими імунними клітинами в печінках голубів і нейронами, які передають сигнали до мозку.

Голуби, які не отримали клодронат, повернулися додому протягом 70 хвилин після випуску.

Але ті, хто був відключений від свого квантового печінкового компаса?

Вони були абсолютно загублені.

"Жоден з голубів, які отримали клодронат, не повернувся в той же день в умовах постійної похмурої погоди, натомість демонструючи випадкову просторову орієнтацію," повідомляють автори.

Однак, як тільки погода прояснилася і сонце знову засяяло, голуби, які отримали клодронат, повернулися нормально, з їхньою здатністю до польоту, мотивацією та загальним здоров'ям в порядку.

Повторивши цей експеримент в сонячний день, голуби, які отримали клодронат, не мали жодних проблем з поверненням додому, що свідчить про те, що 'внутрішній компас' в їхній печінці може бути найважливішим, коли немає сонця, щоб вказати шлях.

Багато тварин здатні орієнтуватися на величезні відстані без карти: акули в темряві глибокого океану; мігруючі птахи, які перетинають континенти; нічні кажани; і сліпі кроти.

Подальші дослідження можуть виявити, чи вони також керуються квантовими імунними клітинами з прямим з'єднанням до мозку.

Дослідження опубліковане в Science.