由曼徹斯特大學(xué)和萊斯特大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項使用果蠅的研究表明，動物世界感知磁場的能力可能比以前認為的要廣泛。

這篇發(fā)表在今天《自然》雜志上的論文在我們對動物如何感知和響應(yīng)環(huán)境中磁場的理解方面取得了重大進展。

這種新知識還可以開發(fā)新的測量工具，其中生物細胞(包括潛在的人類細胞)的活動可以使用磁場選擇性地刺激。

該團隊首次表明，存在于所有活細胞中的一種稱為黃素腺嘌呤二核苷酸(簡稱FAD)的分子可以在足夠高的量下賦予生物系統(tǒng)的磁靈敏度。

科學(xué)家們已經(jīng)知道，帝王蝶、鴿子、和其他動物等物種利用地球磁場進行長距離導(dǎo)航。但這一發(fā)現(xiàn)可能意味著感知磁場所需的生物分子或多或少存在于所有生物中。

曼徹斯特大學(xué)的聯(lián)合首席研究員和神經(jīng)科學(xué)家理查德·貝恩斯教授說：“我們?nèi)绾胃兄獠渴澜?，從視覺，聽覺到觸覺，味覺和嗅覺，都很好理解。但相比之下，哪些動物可以感知以及它們?nèi)绾螌Υ艌鲎龀龇磻?yīng)仍然未知。這項研究在理解動物如何感知和響應(yīng)外部磁場方面取得了重大進展 - 這是一個非常活躍和有爭議的領(lǐng)域。

為此，研究小組利用果蠅(Drosophila melanogaster)來操縱基因表達來測試他們的想法。果蠅雖然在外面非常不同，但含有一個神經(jīng)系統(tǒng)，其工作方式與我們完全相同，并在無數(shù)研究中被用作理解人類生物學(xué)的模型。

磁感受——被稱為第六感——比更熟悉的視覺、嗅覺、聽覺、觸覺和味覺這五種感官更難檢測。

曼徹斯特大學(xué)的聯(lián)合首席研究員兼神經(jīng)科學(xué)家Adam Bradlaugh博士說，這是因為磁場攜帶的能量非常少，不像其他感官使用的光子或聲波，相比之下，它們具有很大的沖擊力。

為了解決這個問題，大自然利用了量子物理學(xué)和隱色素——一種在動物和植物中發(fā)現(xiàn)的光敏蛋白。

來自國家物理實驗室的量子化學(xué)家Alex Jones博士也是該團隊的一員，他說：“隱花色素對光的吸收導(dǎo)致蛋白質(zhì)內(nèi)電子的運動，由于量子物理學(xué)，可以產(chǎn)生一種活躍形式的隱花色素，占據(jù)兩種狀態(tài)之一。磁場的存在會影響兩種狀態(tài)的相對種群，進而影響這種蛋白質(zhì)的“活躍壽命”。

Bradlaugh博士說：“我們最引人注目的發(fā)現(xiàn)之一，也是與目前的理解不一致的發(fā)現(xiàn)，是當(dāng)只有非常小的隱花色素片段存在時，細胞會繼續(xù)'感知'磁場。這表明細胞至少在實驗室中可以通過其他方式感知磁場。

他補充說：“我們通過證明存在于所有細胞中的基本分子可以在沒有任何部分隱花色素的情況下賦予磁性敏感性，從而確定了可能的'另一種方式'。這種分子 - 黃素腺嘌呤二核苷酸(或簡稱FAD) - 是通常與隱花色素結(jié)合以支持磁敏性的光傳感器。

研究人員說，這些發(fā)現(xiàn)很重要，因為了解允許細胞感知磁場的分子機制使我們能夠更好地理解環(huán)境因素(例如，來自電信的電磁噪聲)如何影響依賴磁感生存的動物。

在沒有隱花色素的情況下，磁場對FAD的影響也為磁感受的進化起源提供了線索，因為隱花色素似乎已經(jīng)進化到利用磁場效應(yīng)來利用這種無處不在的生物學(xué)上古老的代謝物。

萊斯特大學(xué)的共同主要作者埃齊奧·羅薩托教授說：“這項研究最終可能會讓我們更好地理解磁場暴露可能對人類產(chǎn)生的影響。此外，由于在許多細胞中發(fā)現(xiàn)了FAD和這些分子機器的其他成分，這種新的理解可能為使用磁場來操縱靶基因的激活開辟新的研究途徑。這被認為是一種實驗工具的圣杯，最終可能用于臨床。

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