München (OTS) – München (ots)
– Obwohl sich viele Tiere zur Orientierung auf das Magnetfeld der
Erde verlassen, ist bislang unbekannt, wie sie magnetische Reize
wahrnehmen und erkennen.
– Mithilfe hochmoderner Mikroskopie-Verfahren haben Neurobiologen der
LMU einen speziellen neuronalen Signalweg identifiziert, der für die
Verarbeitung magnetischer Informationen aus dem Innenohr zuständig
ist.
– Die Experimente bestätigen einen induktiven Mechanismus, der
bereits vor über 100 Jahren erstmals postuliert wurde, dann aber in
Vergessenheit geriet.
Im Jahr 1882 gehörte der französische Naturforscher Camille
Viguier zu den Ersten, die die Existenz eines magnetischen Sinnes
vermuteten. Seine Vermutung erwies sich als richtig: Viele Tiere –
von Fledermäusen über Zugvögel bis hin zu Meeresschildkröten – nutzen
das Magnetfeld der Erde zur Orientierung. Doch trotz jahrzehntelanger
Forschung wissen Wissenschaftler noch immer erstaunlich wenig über
den Magnetsinn. Wie nehmen Tiere Magnetfelder wahr? Welche
Schaltkreise im Gehirn verarbeiten diese Informationen? Und wo im
Körper befindet sich dieses sensorische System?
Viguier stellte die gewagte These auf, dass die magnetische
Wahrnehmung im Innenohr auf der Erzeugung kleiner elektrischer Ströme
beruhen könnte. Die Idee wurde ignoriert und geriet in Vergessenheit
– eine historische Überlegung, die im Laufe der Zeit verloren ging.
Heute, mehr als ein Jahrhundert später, wurde sie von
Neurowissenschaftlern der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU
) in einem im Fachmagazin Science veröffentlichten Artikel wieder
aufgegriffen. Ein Team unter der Leitung von Professor David Keays
untersuchte die Gehirne von Tauben, die Magnetfeldern ausgesetzt
waren, mit einem unvoreingenommenen Ansatz.
„Dank modernster Mikroskopie konnten wir spezielle Schaltkreise
identifizieren, die magnetische Informationen verarbeiten. Darüber
hinaus lieferte sie einen entscheidenden Hinweis auf die Lage der
primären Magnetsensoren.“ Die Doktoranden Grégory Nordmann und
Spencer Balay beobachteten eine starke Aktivierung in einer
Hirnregion namens Vestibularkern, die mit dem Innenohr verbunden ist.
Die genetische Analyse des Innenohrgewebes ergab Zellen mit
hochempfindlichen elektrischen Sensoren, wie sie auch Haie zur Ortung
ihrer Beute verwenden.
„Die von uns beschriebenen Zellen sind ideal dafür geeignet,
Magnetfelder mithilfe elektromagnetischer Induktion zu erkennen – so
finden Tauben ihren Weg nach Hause nach dem gleichen physikalischen
Prinzip, das auch das kabellose Laden von Mobiltelefonen ermöglicht.“
In beiden Fällen wird ein Magnetimpuls in ein elektrisches Signal
umgewandelt. Bei Tauben ermöglicht dies die Nutzung ihres natürlichen
GPS.
Die Forscher betonen, dass dies wahrscheinlich nicht die einzige
Strategie zur Magnetfeldwahrnehmung in der Natur ist. „Unsere Daten
deuten darauf hin, dass es im Innenohr einen sogenannten ‚dunklen
Kompass‘ gibt, während andere Studien auf einen lichtabhängigen
Kompass im visuellen System hinweisen“, erklärt Keays. „Aller
Wahrscheinlichkeit nach hat sich die Wahrnehmung von Magnetfeldern in
verschiedenen Organismen konvergent entwickelt. Es gibt also noch
viel zu entdecken!“
Publikation
Gregory C. Nordmann, Spencer D. Balay et al.: A global screen for
magnetically induced neuronal activity in the pigeon brain. Science
2025
https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea6425
