ハトの方位磁石は肝臓だった! 鉄ためた免疫細胞が磁覚センサーに

ボン大学、デュースブルク=エッセン大学、マックス・プランク動物行動研究所の共同チームが、長年の謎だった「鳥はどこで地球の磁場を感じているのか」に、有力な手がかりを示した。意外な場所にあったのは、鉄を抱えた免疫細胞だった。論文は2026年5月、米科学誌Scienceに掲載された。ただし先に断っておくと、これは「磁覚器官は肝臓で決まり」と完全に証明したというより、「肝臓の免疫細胞が関わっている強い証拠が見つかった」という段階だ。その前提で、どこまで分かったのかを見ていきたい。

ハトの磁覚を探るこんな実験

全身の組織を「磁力計」にかけた

研究チームがまず取り組んだのは、ハトの体のどこに磁気を感じる場所があるかを総当たりで調べる作業だ。候補に挙がっていたのは、過去の論文で議論されてきた目とくちばし、そして脳。これに、赤血球を大量に分解することが知られている肝臓と脾臓を加えて調べた。

使った道具は振動試料磁力計という装置だ。組織を磁場のなかで振動させ、磁石としてどれだけ反応するかを精密に量る。例えるなら、巨大な天秤に乗せて「磁力に対する重さ」を量るような仕掛けだ。

もう一つ動員されたのが磁気細胞分離という技術だ。組織をすりつぶした液体を強力な磁石のそばに通すと、磁性を帯びた細胞だけが磁石側に引き寄せられて集まる。残った液体と比べれば「どの細胞種が磁石に反応したか」を直接特定できる。臨床の現場で細胞を選別するために使われている技術が、磁覚の探究にそのまま転用された格好だ。

第一著者で免疫学を担当したクリビア・リソウスキ博士は「肝臓と脾臓には磁気的な性質があるという手がかりがありました。赤血球を分解して鉄を体内に大量にためているからです」と振り返る。鉄が多い場所には何か起きているはずだ、という直感が出発点だった。

20km先からの帰巣レースで検証した

組織の性質を測っただけでは、ナビへの関与は証明できない。研究チームはコンスタンツのマックス・プランク動物行動研究所で、巣から20km以上離れた地点に戻る訓練を受けた伝書バトを使い、行動実験を組んだ。

カギは「肝臓の免疫細胞を取り除いた個体」と「通常の個体」を比べることだ。免疫細胞の一種であるマクロファージを薬剤で減らしたハトと、そうでないハトを並走させて飛ばす。あとは天気と帰巣ルートを記録するだけだ。条件をそろえつつ、結果が分かれるかどうかで、この細胞がナビに関わっているかを確かめる設計になっている。

こうした「対象を取り除いてみて、何が変わるかを見る」やり方は、ある部品が本当に必要かどうかを調べる王道の手法だ。ある機能をになうと疑われる部品を外し、それで働きが落ちれば「関わっている」と言える。ただし、外した薬剤が別の場所にも影響していないか、といった点はていねいに確かめる必要があり、そこは今後の追試でも検証されていくところだ。

放鳥は1地点で終わらせず、コンスタンツ周辺の複数の場所から繰り返し行われた。ハトには小型の追跡装置がつけられ、飛行ルートの曲がり具合と帰宅にかかった時間がそのまま手元のデータに落ちる。1回ごとの偶然や個体差をならすため、何度もデータが積み重ねられた。

予想外の結果が示したこと

肝臓だけが圧倒的な磁気反応を示した

磁力計の結果は明快だった。調べたすべての組織のなかで、肝臓の鉄濃度が最も高く、磁気反応もずば抜けて強かった。目もくちばしも脳も、肝臓のレベルには遠く及ばなかった。

デュースブルク=エッセン大学のウルフ・ヴィードヴァルト教授は「鉄が酸化鉄のナノ粒子として結晶化していました。これがマクロファージを超常磁性にして、地球の磁場に敏感に反応させていたのです」と説明する。

超常磁性とは、外から磁場が来たときだけ磁石のように振る舞う性質だ。冷蔵庫に貼るマグネットのように常に磁化されているわけではなく、地球の磁場という弱い力にもきちんと応える「待機モードの磁石」と思えば分かりやすい。酸化鉄の結晶が数ナノメートルまで小さくなると、原子レベルの磁石が外場に応じて自由に向きを変える領域に入る。永久磁石とは違う、感度だけが残された状態だ。

続いて研究チームは、この磁気的な性質が肝臓のどの細胞によって生まれているかを絞り込んだ。磁気細胞分離で集まってきたのは、まさにマクロファージだった。鉄を抱え込んだ免疫細胞が、小さな方位磁石として体内に分散していたわけだ。

曇りの日だけ迷子になる伝書バト

行動実験の結果は、天気できれいに分かれた。晴れた日には、マクロファージを取り除かれたハトも問題なく巣に戻れた。太陽の位置を頼りに飛んでいたとみられる。

ところが曇って太陽が隠れた日は様子が一変する。マクロファージを失ったハトは方向感覚を失い、まっすぐ巣に戻れなくなった。一方、通常のハトはいつもどおり帰巣している。地球の磁場というバックアップを切られたとき、初めて差がはっきり現れたわけだ。

つまりハトは、太陽と磁場という二重のナビを使い分けているらしい。普段は晴れた空を見ながら飛び、空が雲に覆われたら磁場を頼りに切り替える。携帯のGPSとオフライン地図を併用するような、頼れる仕組みになっていたわけだ。この「曇りの日にだけ差が出る」という結果は、なかなか説得力がある。もし肝臓の免疫細胞が無関係なら、天気で結果が変わる理由がうまく説明できないからだ。とはいえ、これも一つの研究チームによる一連の実験であり、別のグループが同じ結果を再現できるかどうかが、これから問われることになる。

さらに電子顕微鏡で肝臓を覗くと、鉄を抱えたマクロファージは神経線維のすぐ脇に寄り添うように並んでいた。磁場の信号が神経を通って脳まで伝わる「配線」の存在を思わせる配置だ。ただし正確に言えば、今回確かめられたのは「マクロファージが神経のそばにあった」という位置関係までで、そこから実際に信号が脳へ伝わって行動を決めている、という経路そのものが直接証明されたわけではない。研究チーム自身も「脳がこの信号をどう処理しているかは未解明」としており、そこは今後の課題として残っている。

この発見が変えるもの

長年の磁覚論争に新たな手がかり

鳥が地球の磁場を頼りに飛んでいること自体は、以前から知られてきた(科学的に本格的に実証されたのは1960年代とされる)。しかし、磁場を感じる器官の正体は、生物学でも指折りの難問として長らく残されてきた。

これまで有力視されてきたのは、目のなかの光感受性分子とくちばしの磁性粒子という2つの説だ。前者はクリプトクロムと呼ばれるタンパク質が候補に挙がり、青い光を受け取ったときに磁場に応じて反応が変わるというモデルが議論されてきた。後者はくちばしの組織から鉄を含む小さな粒が報告されたが、後の再現実験でその正体は磁気センサーではなくマクロファージ(免疫細胞)だと判明し、説の根拠が揺らいだ経緯がある。

ここは少し立ち止まりたいところだ。実は今回の「肝臓のマクロファージが磁気センサー」という説も、かつてくちばしで起きた「鉄=センサーだと思ったら実は免疫細胞だった」という話と、構造がよく似ている。だからこそ、鉄を含む細胞が見つかったこと自体を「センサー確定」と早合点せず、それが本当に磁覚として機能しているのかを、独立した追試で確かめていく必要がある。今回の研究はその意味でも重要な一歩だが、決着ではなく議論の新しい出発点と見るのが妥当だろう。

今回の論文は、目でもくちばしでもないまったく別の臓器に確かな証拠を示した。責任著者の一人、ボン大学医学免疫学研究所のクリスティアン・クルツ教授は「免疫細胞が磁場のセンサーとして働くなんて、誰も想像していませんでした。動物が磁気を感じる仕組みについて、これまで知られていなかった経路を明らかにできました」と語っている。

研究は免疫学、物理学、動物行動学の三分野の専門家がチームを組んで初めて可能になった。それぞれの分野の言葉がそろわなければ、肝臓と磁場と帰巣行動を一本の線でつなぐ発想は生まれない。学際的な研究の典型例として評価されている。

サメや人間にも広がる可能性

研究チームは、この仕組みがハト以外の動物にも当てはまる可能性を指摘している。一次情報で具体的に名前が挙がっているのは、光に頼らず大海原を回遊するサメだ。似た仕掛けを体内に隠している生き物が、ほかにもいるかもしれない――ただし、どの動物にまで広がるかは、これから調べるべきことだ。

マックス・プランク動物行動研究所のマルティン・ヴィケルスキ教授は、あくまで条件付きでこう述べている。「もし免疫細胞が方向感覚に関わっていることが確認されれば、それはナビゲーション研究にとって根本的な発想の転換になるでしょう」。「もし確認されれば」という但し書きが付いている点が大事で、教授自身、まだ確定した話としては語っていない。

ヒトへの飛躍については、さらに慎重でありたい。人間の肝臓にもクッパー細胞という常在マクロファージがあり、古い赤血球を処理して鉄を回収する役割はハトのそれとよく似ている。ただし、だからといって「人間も磁場を感じている」とか「方向音痴は肝臓のせい」といった話は、今回の研究がまったく主張していないことだ。あくまで細胞の種類が似ているというだけで、ヒトが磁覚を持つ証拠は示されていない。ここは面白がりすぎないよう、線を引いておきたい。

とはいえ、すべてが解明されたわけではない。マクロファージから神経を通って届くとされる信号を脳がどう読み解いているのか、複数の感覚を脳のどこで統合しているのかは、まだ分かっていない。長年議論されてきたクリプトクロム説も否定されたわけではなく、両者の関係の整理はこれからだ。長らく解けなかった謎の一角に光が差した今、むしろ次の宿題が一気に増えた格好でもある。

次に伝書バトや渡り鳥を見かけたら、その小さな体のなかで、鉄を抱えた免疫細胞が「もう一つの方位磁石」として働いているのかもしれない、と想像してみるのも楽しい。まだ確定した話ではないけれど、こうした意外な仕組みの候補が見つかること自体が、生き物の奥深さを教えてくれる。次の追試でこの説がどう鍛えられていくのか、静かに見守りたい。