动物是如何看待磁场的

中国科学家发现了一种可以让动物利用磁场导航的磁性探测分子
2015年11月23日

一只苍蝇

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中国科学家发现了一种可以让动物利用地球磁场导航的磁场探测分子。

多年来,人们已经知道,包括蝙蝠、鸟类甚至细菌在内的一系列不同物种对地球磁场都很敏感。

这可能解释了鸽子的归巢本能以及鲑鱼和鳗鱼的繁殖模式。但是,像这样的动物究竟是如何对磁场进行记录和反应的,目前还不清楚,也没有令人信服的机制被提出。

中国研究员秦思颖和北京大学的同事们在《自然材料》杂志上发表文章称,他们发现了许多物种眼睛中存在的一种分子,他们说,这种分子可能是使某些动物能看到磁性的缺失环节。

通过研究果蝇,研究小组在果蝇的整个基因组中搜寻编码一种蛋白质的基因,这种蛋白质具有结合铁的能力,通常在大脑或眼睛中活跃,并且能够与另一种称为隐花色素的化学物质联系,这种化学物质先前已被证明在磁场检测中发挥作用。

这种“基因筛选”产生了大约100个可能的候选基因,它们在很大程度上符合要求,但只有其中一个基因的产物能够与隐花色素分子结合,该基因现在被研究小组称为“MagR”——磁性受体。

该团队能够制备基因产物MagR蛋白的样品。从电子显微镜下看,单个的磁流变体分子连接在一起,并锁定在铁盐上,形成一种棒状结构。杆状体周围是隐花色素蛋白分子。

更令人信服的观察结果是,相当大比例的粒子似乎自发地与地球磁场排列在一起,当研究小组施加额外的外部磁场时,更多的粒子翻转成一条直线。

北京的研究小组推测,MagR富含铁的核心对磁场很敏感,磁场改变了它的化学性质,改变了连接的隐花色素分子的光敏性。

通过这种方式,眼睛“看到”磁场的强度和倾斜度。

为了支持这一建议,该团队还能够证明他们的MagR蛋白存在于鸽子的视网膜中。有趣的是,当他们查看其他动物的DNA记录时,发现MagR基因也存在于动物王国中,从蝴蝶、鸽子、鼹鼠到小须鲸,甚至人类。

他们说:“磁磁共振代表了一种类似生物指南针的新型模型,可能有助于解开动物磁感受的谜团。”

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