长期以来，
信鸽如何能飞越数百公里而精准归巢，
一直是自然界的未解之谜。
尤其是在乌云蔽日的阴天，
它们依旧能找准方向，
不靠视觉地标，不靠太阳定位，
靠的是什么？
2026年5月28日，
德国波恩大学和马克斯·普朗克动物行为研究所的
研究团队在《科学》发表封面文章，
终于揭开了这个谜底——
信鸽肝脏中的超顺磁性巨噬细胞，
是它们阴天导航的“隐形指南针”。
肝脏里藏着阴天“导航仪”
过去，科学界对鸟类磁感应导航的猜测集中在三个部位：喙部的磁铁矿颗粒、眼睛的隐花色素、大脑或前庭系统的特殊细胞，但始终没有确凿证据。
在这项研究中，科学家对信鸽的眼睛、喙部、大脑、肝脏、脾脏、肌肉等多个组织，展开了物理学、形态学、功能和基因组学的全面检测。结果令人意外：在所有被测组织中，肝脏的铁浓度最高，磁响应也最强；脾脏也有磁信号，但弱于肝脏；而肌肉、喙部等组织几乎没有磁信号。
进一步分析发现，肝脏中存在一种特殊的免疫细胞——巨噬细胞。这类细胞本是免疫系统的“清道夫”，负责分解衰老的红细胞，并储存其中的铁元素。而信鸽肝脏中的巨噬细胞，会聚集大量铁元素，形成超顺磁性氧化铁纳米颗粒，让细胞具备了感应地球磁场的能力。研究团队将这些细胞命名为“超顺磁性巨噬细胞”。
鸽子肝组织表现出超顺磁性特性 参考来源[1]
清除巨噬细胞，阴天彻底迷路
为验证巨噬细胞的导航作用，研究团队设计了严格的对照实验。他们训练了一批信鸽熟悉一条19公里的固定归巢路线。实验共使用34只信鸽，在预计次日完全阴天时，随机分为两组：一组注射氯膦酸盐脂质体（特异性清除巨噬细胞），另一组注射对照制剂。
图源：Christian Ziegler，马克斯·普朗克动物行为研究所 参考来源[2]
约24小时后，在完全阴天条件下，研究团队将信鸽运送至19公里外的陌生地点单只释放，并用高精度GPS追踪飞行轨迹。实验结果差异悬殊：
对照组信鸽方向明确，约在70分钟内成功归巢；而巨噬细胞被清除的18只信鸽飞行轨迹杂乱无章，完全失去了方向感，没有一只在当天成功归巢。
在随后的补充对照实验中，当云层散去、太阳可见时，之前迷路的巨噬细胞清除组信鸽全部正常、高效归巢。这直接证明：超顺磁性巨噬细胞仅在阴天（无视觉线索时）负责磁场导航，晴天信鸽优先用太阳定位，且药物本身不会影响信鸽的健康和飞行能力。
磁信号如何传到大脑？
研究团队通过电子显微镜观察到，肝脏中含铁的巨噬细胞与神经纤维紧密相邻（≤2微米），这为细胞间通讯提供了结构基础。但研究团队明确指出，具体的信号传递机制，是通过旁分泌信号还是细胞间直接接触，目前仍是推测，尚未完全阐明。
研究团队推测，当信鸽起飞后盘旋时，这些携带铁蛋白的巨噬细胞可能集体对齐地球磁力线，通过机械状态变化激活邻近的神经末梢，将磁场信息传递至大脑。
鸽子肝脏中的巨噬细胞和神经纤维 参考来源[1]
研究负责人之一、波恩大学分子医学与实验免疫学研究所所长Christian Kurts教授表示：“我们完全没有预料到免疫细胞会充当磁场传感器。我们的研究结果揭示了一种此前未知的动物磁感知机制。”
通讯作者、马克斯·普朗克动物行为研究所的Martin Wikelski教授补充道：“动物导航是自然界中最迷人的现象之一。如果免疫细胞是鸟类感知方向的一部分，这将从根本上改变我们对导航的理解。”
这一发现也为其他动物的磁感应研究提供了新方向。论文指出，蝙蝠、鲨鱼等同样能感知地磁场的动物，可能也利用了类似的基于铁的磁感应系统。
图片及参考来源：
[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.ady2486
[2]https://www.eurekalert.org/news-releases/1129314
来源： 蝌蚪五线谱