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科学家发现鲑鱼鼻子的细胞能够响应磁场

科学家最新发现鲑鱼鼻子的细胞能够响应磁场,提供动物如何导航发现道路的生物解释,甚至在黑暗或者有雾天气中导航

鲑鱼鼻子细胞能够感应磁性,这种最新生物解释将使科学家更好地理解动物如何利用磁场进行定向导航。

鲑鱼、乌龟和许多鸟类可以一次性迁徙数千英里,之前科学家推测它们可能具有地球磁场感知性。目前,科学家最新发现鲑鱼鼻子的细胞能够感应磁场,这一发现提供动物如何导航发现道路,甚至在黑暗或者有雾天气中导航的生物解释。

这项最新发现将为开启一些未来应用提供重要思路,其中包括:迷你型GPS系统,可以恢复人们视力、听力和嗅觉的基因治疗。

这种在实验室中可以探测磁场感知能力的细胞还有助于解答是否人们处于输电线或者其它装置产生磁场的风险性。德国慕尼黑大学生物地球物理学家迈克尔-温克霍弗尔说:“关键点是我们建立的方法,一些人称此为规则改变者。之前我们没有工具收集这些细胞,但目前我们可以对这些细胞进行细胞生物学研究。”他强调指出,毋庸置疑,许多动物具有磁场感知性,尤其是候鸟和鱼类,但问题在于我们仍不知道它们是如何实现远程导航的。

温克霍弗尔和同事通过对鲑鱼鼻子嗅觉组织的十年研究工作,发现磁场可以影响鲑鱼鼻子携载信息的神经电子活跃性,他们不是按照老方法将这些鼻部组织磨碎分析,而是巧妙地将细胞从鼻部组织中提取出来,放置在有盖培养皿中进行研究。

当研究小组对这些有盖培养皿应用旋转磁场时,大约万分之一的细胞与磁场的旋转同步,通过显微镜进行照亮,这些细胞结构可以发光,从而很容易被探测到,研究人员将这项研究报告发表在7月9日出版的《美国国家科学院快报》上。

仔细观察发现一些富含铁元素的磁性物质附加在鲑鱼鼻子组织的细胞膜中,迄今科学家并不知道这些结构是如何工作的,但是温克霍弗尔猜测他们刺激了神经细胞中的细胞膜,并引发神经脉冲发送导航有关的信息至大脑。

基于对鲑鱼鼻部组织的大量磁场细胞的研究,温克霍弗尔评估每种鱼类的鼻子都有大约10-100种磁性导航细胞,他带领的研究小组探测到在鲑鱼的体侧线上有更多的磁场细胞,这种鱼类感觉器官可以探测到振动。

由于磁场可以渗透整个身体,磁场感知细胞可以偶然地扩散至身体其它部位。如果这些细胞过于接近,它们将能够感知到彼此之间的磁场,而不是地球的磁场。就像是大海捞针一样,磁性细胞在动物体内很难发现,因此寻找发现磁性细胞的新方法是至关重要的。

这项最新技术可以尽可能地寻找动物体内的磁性细胞,并不一定使用磁性感知能力。在2008年的一项研究中,德国研究人员分析谷歌地球图像时看到牛和鹿都是头部朝向地球磁场北极或者南极。

近期一些研究表明,甚至人类体内也有磁性细胞,尤其是以狩猎方式生活的人类祖先。如果是这样的话,电力线的磁场将对人体细胞产生压力,导致一些无法解释的健康问题。

同时,研究人员希望能够鉴别产生磁场感知细胞的基因和蛋白质,这将很大程度上解释为什么迁徙动物能够完成如此壮观远程移动。这项最新发现还有深远意义的科学应用,例如:研制微型GPS系统,或者恢复失明的奇特策略,以及解决人们的其它感官问题。

美国休斯顿市贝勒医学院神经科学家大卫-迪克曼说:“这听起来有点儿遥远,但是我们可以考虑将那些正常没有磁性感知能力的细胞转变为有磁性感知能力的细胞,然后放置在大脑或者身体内,然后通过将它们打开关闭或者以一定的波长和频率的磁场来平衡这些细胞的磁性感知,从而恢复听力或者嗅觉。大自然有许多奇特现象需要我们探究,这些现象将传授我们许多知识。”


搜狐科学 卡麦拉





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