揭示鸟类磁感之谜
2021-09-07编译米斛
世界科学 2021年8期
编译 米斛
长期以来, 动物如何感受地球磁场始终是个谜。
在迁徙欧洲知更鸟的眼睛里发现的隐花色素ErCRY4因其自身的物理性质,成为推断中的磁感受器。
可以说磁感是感官生物学中最大的谜题。所谓磁感,是指动物如何感应地球磁场并像指南针那样利用地球磁场来确定自身的空间方向。包括鸟类、海龟、鱼类、甲壳纲动物以及昆虫在内的各种各样的动物依赖这一方式来做短途和长途的导航。感受地磁场方向的生物学组织及进行导航的内部感觉机制仍不清楚。在候鸟中,这一感觉最可能是由视网膜中的一种被称为隐花色素的磁感蛋白介导的。然而我们尚缺乏证据证明这种蛋白确实拥有感受磁场的能力,以及这种蛋白具有感受地球极弱的磁场的物理性质。许静静提供了该机制体外实验证据,让我们更加接近磁感之谜的谜底。这一研究成果发表于《自然》(Nature)杂志。
当前主要有两种关于动物如何感受地球磁场的假说。一种假说认为动物依靠其体内与磁感受器直接接触的三氧化四铁晶体感受磁场。这种磁体为了与地球磁场保持平行,会产生一个被称为扭矩的旋转的力。这个力会作用在磁感受器上,打开或关闭机械感受器的离子通道,从而提示身体位置的变化。
另一个主流假说认为,当隐花色素蛋白吸收了光子,进入光激活状态,会形成一种被称为自由基对的对磁敏感的化学中间体。这一反应会导致隐花色素与一种自由基分子黄素腺嘌呤二核苷酸自由基(FADH•)相结合,而这一产物在磁场中的方向变化则会提示动物自身与地球磁场的相对方向。……
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