鸽子如何飞越数十乃至数百公里精准返乡，这一自然奇观长久以来吸引着无数人的好奇。

过去人们总猜测，鸽子的导航能力藏在它敏锐的眼睛、特殊的喙部或是复杂的大脑中，而一项发表于《科学》（Science）的重磅研究带来了颠覆性答案：信鸽感知地球磁场、完成长距离导航的核心关键，并不在头部器官，而是栖息在肝脏之中。

研究证实，鸽子肝脏内一类特殊的免疫细胞，能够感知地球磁场，充当起鸟类体内天然的地磁指南针，这一发现也刷新了人类对动物磁感知机制的固有认知。这类发挥关键作用的细胞是巨噬细胞（macrophages），本是生物体内负责清除衰老、破损红细胞的免疫细胞。

在分解红细胞的过程中，巨噬细胞会不断富集红细胞中释放的铁元素，并将铁以铁蛋白的形式储存起来，大量铁元素的累积让这类细胞拥有了超顺磁性，也让它们具备了感知外界磁场的生理基础。研究团队通过实验证实，一旦鸽子肝脏中的这类巨噬细胞被人为清除，它们依靠磁场导航的能力便会彻底丧失。

该研究共同资深作者、德国波恩大学医院分子医学与实验免疫学研究所所长 Christian Kurts 教授表示：“我们完全没料到免疫细胞竟然能充当磁场的传感器，这项研究结果揭示了一种动物感知磁场的全新机制。” 另一位共同资深作者、马克斯・普朗克动物行为研究所所长 Martin Wikelski 也补充道：“鸽子的导航看似是一种奇妙的‘直觉’，但背后实则有着扎实的物理与生理基础。”

数十年来，科学家早已确认，候鸟、信鸽等鸟类在视觉线索缺失时，会依靠地球磁场完成定向与导航，但鸟类感知磁场的具体机理，始终是生物学领域悬而未决的难题。

学界此前先后提出过三种主流假说，却都存在难以弥补的缺陷。第一种是基于眼部隐花色素的化学磁感知假说，该理论认为鸟类眼部的隐花色素会借助光线触发自由基对反应，让鸟类 “看见” 叠加在视野中的磁场，但这套机制高度依赖光照，无法解释鸟类在黑夜或浓云遮蔽下的导航行为，且相关实验结果也难以重复。

第二种假说聚焦于鸟类上喙组织，认为喙部细胞内的三价铁（Fe³⁺）或磁铁矿（Fe₃O₄）颗粒会顺着地磁场排列，再通过三叉神经传递方向信号，可该假说始终缺少完整的功能验证。

第三种偏理论的假说则提出，磁场会影响细胞离子通道或细胞膜状态，但研究人员既没有找到对应的功能细胞，也未能梳理出相关神经通路。

三种假说各有短板，而本次研究提出的全新磁感知机制，同时获得了体外理化检测、细胞分析与活体行为实验的多重佐证。这支跨学科研究团队集结了免疫学家、物理学家与鸟类学家，来自德国波恩大学、杜伊斯堡-埃森大学以及马克斯・普朗克动物行为研究所等多家机构，为了定位鸽子体内真正的磁性感知细胞，团队采用振动样品磁强计（VSM）技术，系统检测了鸽子肝脏、脾脏、肌肉、喙部内外组织、大脑等多个器官的磁性特征。

该研究第一作者、波恩大学的 Clivia Lisowski 博士介绍：“我们留意到肝脏和脾脏长期参与红细胞分解工作，会在细胞内储存大量铁，这让我们猜测这两个器官或许具备磁性。” 实验结果印证了这一猜想：鸽子的肝脏与脾脏在 12 K 的温度下出现明显的磁阻塞效应，展现出强烈的亚铁磁性信号，其中肝脏的磁性响应是所有被测器官中最强的。反观肌肉、喙部等组织，仅在极低温下出现微弱的顺磁信号，几乎不具备感知地磁场的能力。