Le foie des pigeons, une boussole interne pour naviguer par temps couvert

Le mystère de l’orientation des oiseaux migrateurs et des pigeons voyageurs face au champ magnétique terrestre trouve un nouvel élément de réponse. Des recherches menées en Allemagne et publiées dans la revue Science suggèrent que le foie des pigeons abrite des cellules immunitaires capables de jouer le rôle de capteur magnétique, offrant ainsi un complément aux repères visuels lorsque ceux-ci viennent à manquer.

Des cellules immunitaires chargées en fer

Depuis plusieurs décennies, la communauté scientifique s’interroge sur les mécanismes permettant à certains oiseaux de percevoir les lignes du champ magnétique terrestre. Plusieurs hypothèses coexistent : l’une évoque des particules magnétiques situées dans le bec supérieur, reliées au cerveau par un nerf crânien ; une autre repose sur des canaux ioniques sensibles à la tension dans les cellules ; une troisième, enfin, suggère un effet sur les pigments de la rétine, un processus nécessitant toutefois la lumière. Aucune de ces pistes n’explique entièrement le phénomène.

Les auteurs de la nouvelle étude, dirigés par Clivia Lisowski, de l’université de Bonn et de l’hôpital universitaire de Bonn, ont exploré une voie différente. Ils se sont appuyés sur des indices antérieurs : le foie et la rate sont des organes qui accumulent beaucoup de fer en raison de la dégradation des globules rouges. « Nous avions quelques indices que le foie et la rate possèdent des propriétés magnétiques, car ils décomposent les globules rouges et stockent ainsi beaucoup de fer dans l’organisme », a expliqué Clivia Lisowski. Une publication datant de 2015 avait déjà montré que les macrophages de la pulpe rouge de la rate, chez la souris et l’être humain, possèdent des propriétés superparamagnétiques. Restait à établir un lien avec la perception magnétique.

L’équipe a prélevé des échantillons de tissus – foie, rate, yeux, bec et cerveau – sur des pigeons voyageurs. En utilisant la magnétométrie à échantillon vibrant et la séparation magnétique cellulaire, après coloration au bleu de Prusse (un marqueur sensible à la ferritine, un produit de dégradation des globules rouges), les chercheurs ont constaté que la concentration en fer la plus élevée et la réponse magnétique la plus forte se trouvaient dans le tissu hépatique.

Une expérience décisive par temps couvert

Pour tester l’implication de ces macrophages hépatiques dans la navigation, l’équipe a entraîné 34 pigeons à effectuer un trajet de retour sur une ligne ouest-est longue de 19 kilomètres. Une fois cet apprentissage terminé, la moitié des oiseaux a reçu une injection de liposomes chargés de clodronate, une substance qui provoque la déplétion des macrophages du foie. L’autre moitié a constitué le groupe témoin. Les injections ont eu lieu la veille d’une journée pour laquelle les prévisions météorologiques annonçaient un ciel couvert, sans soleil visible.

Le jour du lâcher, tous les pigeons du groupe témoin sont rentrés à leur volière sans difficulté. En revanche, ceux ayant reçu l’injection ont perdu le sens de l’orientation et ne sont pas rentrés chez eux avant le lendemain, lorsque le soleil était de nouveau présent. Une expérience complémentaire, réalisée par temps ensoleillé, a montré que les pigeons traités au clodronate retrouvaient alors leurs capacités de retour. Cette observation indique que les pigeons utilisent une combinaison de repères solaires et d’un capteur magnétique interne.

Un mécanisme biologique de magnétoréception

Les analyses au microscope électronique ont en outre révélé que les macrophages hépatiques riches en fer sont en contact étroit avec des fibres nerveuses. Cette connexion anatomique suggère que ces cellules immunitaires pourraient transmettre l’information magnétique au cerveau, jouant ainsi le rôle d’une boussole biologique. Cette voie de signalisation, encore hypothétique dans le détail, offrirait un mécanisme crédible pour la perception magnétique chez les pigeons, en particulier dans des conditions de faible luminosité où les repères solaires ne sont pas disponibles.

Des implications pour la compréhension de l’orientation animale

Cette découverte, si elle est confirmée par d’autres travaux, pourrait avoir des répercussions au-delà du seul cas du pigeon biset. Les macrophages sont des cellules présentes dans de nombreux organes chez divers vertébrés. Il est possible que d’autres espèces migratrices ou capables de s’orienter grâce au champ magnétique utilisent un mécanisme analogue. La recherche ouvre également des pistes pour comprendre comment le système immunitaire, en plus de ses fonctions de défense, peut participer à des processus sensoriels complexes.

Les auteurs de l’étude insistent sur le fait que la magnétoréception chez les animaux reste un domaine aux nombreuses inconnues. L’identification de ces cellules hépatiques comme candidats plausibles pour la détection du champ magnétique terrestre constitue une avancée significative, mais elle ne clôt pas le débat sur les multiples mécanismes que les oiseaux pourraient utiliser en parallèle.