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人類也能「看」到地球磁場?(圖)

2011-06-23 20:19 桌面版 简体 0
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人類也能「看」到地球磁場?(網路圖片)

長期以來,科學家們已經知道海龜,燕子和其它一些必須做長距離遷徙的動物能夠看到地球的磁場,但是事實上這種能力似乎也存在於人類的眼睛中。

隱花色素2是一種對磁場感知極為關鍵的蛋白質,近期在果蠅身上進行的實驗得到了一個驚人的結果:人類的眼睛中含有同樣功效的物質。

果蠅和人類的差異很大,這是毋庸置疑的,但是這項實驗所揭示的結果確實令人印象深刻。斯蒂芬·拉皮特(Steven Reppert)是美國馬薩諸塞州大學的神經學家,他說:「人類眼中同樣擁有隱花色素蛋白質,它能否在人類視網膜得到表達?就像一種光敏磁受器?」 拉皮特是這篇發表在《自然》雜誌上的論文的第一作者。他說:「我們不知道這種過程可否在人類視網膜上發生,但是這確實暗示了一種可能性。」

拉皮特的實驗室專攻長距離遷徙的蝴蝶背後隱含的生物機制。三年前,他們在工作中發現果蠅可以藉助隱花色素實現定向。

在那之前,有關隱花色素幫助定向的說法一直停留在猜想和假設的階段。但是很快科學家們便發現這種蛋白質似乎可以充當一種神奇的「量子指南針」,感知那些由於受到磁場變動影響,在光子撞擊下電子發生的極微弱旋轉變化。從而幫助動物們判斷地磁場的方向。

當然對於隱花色素的理論研究還存在很大的缺陷,但是現在普遍認為這種物質普遍存在於各種動物體內從魚類到爬行動物到鳥類。但是人類卻是個例外,我們確實也有隱花色素,但是我們更多的似乎是將它作為我們生物鐘的一部分,而不是用作指南針。

然而本次的研究結果暗示人類體內的隱花色素物質功能可能並不僅僅侷限於生物鐘。為了搞清楚脊椎動物的隱花色素物質對於果蠅會不會起作用,拉皮特教授決定採用人類隱花色素物質進行果蠅實驗。他的小組首先對果蠅進行了生物工程改造,使其喪失其自身的隱花色素物質。隨後將其置入一個人造磁場中的迷宮中。實驗人員發現果蠅到處亂轉,掙紮著想找到方向,但是似乎完全沒辦法實現定向。隨後研究人員將人類隱花色素植入它的體內,再次進行實驗時,它們很快就找到了方向。

克勞斯·舒爾特(Klaus Schulten)是美國伊利諾伊大學的生物物理學家,他是隱花色素方面的研究先驅,但是他並未參與拉皮特博士的這一研究工作。他評價說:「這篇論文非常讓人振奮。」根據舒爾特的說法,這一實驗結果進一步支持了有關脊椎動物的隱花色素具備同樣功能的理論,也當然的提出了有關人類隱花色素功能的問題。

拉皮特表示:「我們還不能說隱花色素能同樣在人類身上起作用,但是它確實可以在果蠅身上發生作用。」

有關人類是否能感知到地磁場的問題本身是一個充滿爭議的話題。上世紀80年代,英國動物學家羅賓·貝克(Robin Baker)提出人類是可以感知地磁場的,但是他的發現很難複製,因此沒有被科學界接受。而近期德國科學家的工作也似乎揭示人類的視覺會受到磁場的些許影響。

這些說法是否都和人類眼睛內隱花色素含量異常增高有關?如果是的話,那麼這種奇特的物質是否真的能再人體內發揮量子指南針的作用?拉皮特對這種懷疑非常歡迎。他說:「有關人類其實是可以感知地磁場的說法是完全可能的,或許只是我們之前的驗證方法不對頭。」

舒爾特的研究團隊發現隱花色素作為量子指南針工作時需要過氧化物,這是一種氧分子自由基,而在生物體內的自由基會破壞DNA。這對於那些壽命較短的物種,如果蠅當然是沒什麼問題了,但是對於人類這樣要存活數十年的物種來說,可能就會產生問題。

不過無論如何,舒爾特表示:「或許在很久很久之前,在某一階段,人類曾經擁有過對地磁場的感知能力。」

拉皮特現在已經投入到了有關隱花色素指南針的下一階段的研究工作當中,這次他試圖瞭解大腦是如何讀取隱花色素指南針的信息的。他說:「在最基本的層面上,我們感興趣的是這些定向信息是如何被傳遞到神經系統的。有關這一問題的答案,現在還無人知曉。」

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