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知更鸟可“看见”地球磁场
  作者:亨里克?莫里特森   发布者:学科编辑   来源:中国化学课程网  发布时间:2014-06-16

             像披着红色斗篷的“超人”一样,胸前长着鲜艳橘红色茸毛的知更鸟也有“超能力”。科学研究证实,欧洲知更鸟的眼睛能“看见”地球磁场,以此确定方位,在迁徙中为自己导航。

“超人”知更鸟

 知更鸟并非像人们猜测的那样靠鸟喙上的感磁细胞辨别方向,而是依靠脑部视觉中心和眼球内感光细胞“看见”地球磁场确定方位,从而不迷失方向。

 这一研究成果发表在1029日出版的英国《自然》杂志上。课题带头人、德国奥尔登堡大学亨里克·莫里特森博士在论文中说:“本研究结果……特别提出(脑部)‘N集群’是欧洲知更鸟用于夜间导航的光依赖磁感信息传导系统的重要部分。” 人们从未想到花园里小巧友善的知更鸟有如此大本领。

“这正是科学的迷人之处,”美国伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校生物物理学家克劳斯·舒尔滕说。舒尔滕是最先提出候鸟可感知地球磁场的科学家之一。

“生物指南针”

 候鸟依靠体内的“生物指南针”确定方向已是“公开的秘密”,但人们尚不清楚鸟类究竟如何感知磁场。

“没有人知道它(磁感系统)如何工作,”莫里特森说,“磁感原理是自然界中至今为止人们了解最少的(原理)。”

 关于候鸟如何感知磁场长期以来有两种主要观点。一种观点认为,候鸟上鸟喙细胞能够感知地球磁场,并通过神经系统将讯息传递给大脑;另一种观点认为,候鸟眼球中的感光细胞能“看”到磁场,并将信息通过另一途径传递给大脑中被称为“N集群”的光处理区域。

 莫里特森说,候鸟眼球中的特殊蛋白质“隐花色素”也许是这种光依赖性磁场传感的介质。光线刺激使这种蛋白质产生一对自由基,自由基所携带电子的可旋转特殊性能也许能感知地球磁场。

 眼睛有秘密

 为了找出候鸟体内“生物指南针”的准确位置,莫里特森的研究小组研究了36只在自然环境和实验室环境下都能准确定位的欧洲知更鸟。研究人员将知更鸟分成两组分别手术,切断其中一组知更鸟鸟喙和大脑间的神经,切断另一组知更鸟脑中“N集群”光处理区域和眼球间的神经。

 被切断鸟喙至大脑间三叉神经的知更鸟依然能准确找到方向,但脑部“N集群”神经遭破坏的知更鸟无论在自然磁场还是实验室人造磁场中都无法感知磁场。

“(切断三叉神经后)没有信息能从鸟喙上送达大脑,但鸟儿们依然定位准确,”莫里特森说,这表明鸟喙细胞在定位中并不发挥决定性作用。

 莫里特森认为鸟喙细胞可能在磁场感知中起到其他作用,比如感知磁场强度沿南北地轴的细微变化。

    他说,了解候鸟导航原理对保护它们具有重要意义。被人们移居的候鸟通常会飞回原住地,如果研究人员能搞清楚它们如何导航,护鸟人员就能想出办法“骗”鸟儿们留在安全地带生活。

 
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