新研究指出肝臟可能是鴿子遠程導航的磁感應器

數十年來，研究人員已知信鴿能夠從數百英里外準確返回其鴿舍，但其背後的生物機制仍未解決。最近的一項研究指出了一個不太可能的候選者：肝臟。

肝臟可能成為信鴿導航的新關鍵

長期以來，鳥類導航的主要假説集中於磁感應能力，即檢測地球磁場的能力。先前提出的感應位置包括鳥喙中的磁鐵礦晶體、視網膜中的隱花色素蛋白和內耳中的毛細胞。然而，這些候選者均未被確認為主要的磁感應器，使這一問題在過去四十年內仍然懸而未決。該研究將焦點轉向肝臟，這一器官在此背景下過去並未被認為與感官功能相關。研究者提出，肝臟中的富含鐵的細胞可能充當生物羅盤，檢測地磁場強度和傾斜度的變化。

肝臟在脊椎動物的鐵代謝中扮演著重要角色，以鐵蛋白和血鐵素的形式儲存鐵。該假説認為，這些儲存鐵的細胞團可能對磁場敏感，這與在細菌和某些魚類中研究的基於磁鐵礦的磁感應並不相同。如果肝細胞能夠將磁場信息轉換為電化學信號，肝臟則可能將位置信息輸入到鳥類的更廣泛導航系統中。這是一個生理上合理的論點。肝臟接收大量血流，並且擁有形成磁鐵礦所需的鐵濃度。然而，鳥類肝臟組織中的鐵沉積是否以允許方向敏感性的方式組織，仍然是一個該研究提出而未能明確回答的問題。

該研究面臨著磁感應研究中固有的限制。在未追蹤從假定感應器到涉及空間映射的大腦區域的完整神經通路時，將單一感官器官孤立為磁場檢測的中心是困難的。鳥類的海馬體已被確立為空間記憶處理的區域，但從肝臟到大腦的磁場信息輸送的傳入通路尚未進行實驗證明。此外，還存在一個問題，即肝臟基於的磁感應是否會獨立於或與基於視網膜隱花色素的感應協同運作，後者依賴於一種稱為自由基對機制的量子力學過程。

鳥類可能使用多種重疊的線索——磁場、視覺、嗅覺及次聲波，這使得難以將導航的準確性歸因於任何單一器官。

肝臟磁感應的確認將改變生物導航研究的方向

如果肝臟磁感應得到確認，將重新定義對其他脊椎動物（包括哺乳動物）中磁感應系統的探索思路。這也可能與生物靈感指南針設計具有潛在的相關性。理解生物組織如何在環境温度下實現納米級磁敏感性，可能有助於開發低功耗磁感應器，用於自主導航系統。對於致力於機器人導航的工程師而言，鳥類的磁感應長期以來一直是傳感器融合策略的參考點。確認的肝臟機制將為該範疇增加新的生物範本。這項研究並未結束信鴿導航的辯論，而是提出了一個可測試的假説，將實驗注意力引向一個代謝生物學已相當熟悉的器官，並詢問該器官是否在進行完全不同的功能。

該研究首次發表於《科學》期刊上。