第六感:原來,所有生物的活細胞都具有磁場感知力
地球上的每一種動物都可能擁有感知磁場的分子機制,即便對于那些不使用這種“第六感”導航或遷徙的生物也是如此。
研究果蠅的科學家現(xiàn)在已經(jīng)確定了所有活細胞中普遍存在的分子,如果它以足夠高的量存在或者有其他分子輔助,就可以對磁性做出反應。
新發(fā)現(xiàn)表明,磁感知在動物王國中可能比我們所知的更為普遍。如果研究人員是對的,這可能是幾乎所有生物共有的一種令人驚訝的古老特征,盡管它們具有不同的優(yōu)勢。
這并不意味著所有的動物或植物都能主動感知和跟隨磁場,但它確實表明所有活細胞都可以,包括我們的細胞。
“我們如何感知外部世界,從視覺、聽覺到觸覺、味覺和嗅覺,研究得相對透徹?!甭鼜厮固卮髮W的神經(jīng)科學家Richard Baines說。
“相比之下,哪些動物可以感知以及如何響應磁場仍屬未知。這項研究取得了重大進展,在這片非?;钴S和有爭議的領域。”
磁感應對我們來說聽起來像是魔法,但野外的許多魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類和其他哺乳動物都能感受到地球磁場的牽引力,并利用它在導航。
因為這種力對我們這個物種來說基本上是看不見的,所以科學家們花了很長時間才注意到它。
直到 20 世紀 60 年代,科學家才證明細菌可以感知磁場并根據(jù)磁場確定方向; 在 20 世紀 70 年代,我們發(fā)現(xiàn)一些鳥類和魚類在遷徙時會跟隨地球磁場。
然而,時至今日,仍不清楚如此多的動物是如何實現(xiàn)這些令人難以置信的導航壯舉的。
在 20 世紀 70 年代,科學家們提出這可能涉及自由基對,即具有不成對外殼電子的分子,它們形成一對糾纏電子,其自旋方向被地球磁場改變。
二十二年后,該研究的主要作者與人合著了一篇新論文,提出了一種可以形成自由基對的特定分子。
這種分子——候鳥視網(wǎng)膜中一種叫做隱花色素的受體——可以感知光和磁,而且它似乎是通過量子糾纏起作用的。
簡而言之,當隱花色素吸收光時,能量觸發(fā)其中一個電子,推動它占據(jù)兩種旋轉狀態(tài)中的一種,每種狀態(tài)都受到地球地磁場的不同影響。
二十年來,隱花色素一直是動物如何感知磁場的主要解釋,但現(xiàn)在曼徹斯特大學和萊斯特大學的研究人員已經(jīng)確定了另一個候選者。
通過操縱果蠅的基因,該團隊發(fā)現(xiàn)一種叫做黃素腺嘌呤二核苷酸 (FAD) 的分子通常與隱花色素形成自由基對,實際上它本身就是一種磁感受器。
這種基本分子在所有細胞中都有不同的水平,濃度越高,它就越有可能賦予磁敏感性,即使在缺乏隱花色素的情況下也是如此。
例如,在果蠅中,當 FAD 受到光刺激時,它會產(chǎn)生一對對磁場有反應的自由基電子。
然而,當隱花色素與 FAD 一起存在時,細胞對磁場的敏感性會增加。
研究結果表明,隱花色素并不像我們認為的那樣對磁感應至關重要。
曼徹斯特大學神經(jīng)科學家 Adam Bradlaugh 解釋說:“我們最引人注目的發(fā)現(xiàn)之一,也是與當前說法不一致的發(fā)現(xiàn)是,當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。這表明細胞至少可以在實驗室中通過其他方式感知磁場?!?/p>
這一發(fā)現(xiàn)可能有助于解釋為什么人類細胞對實驗室中的磁場表現(xiàn)出敏感性。我們物種視網(wǎng)膜細胞中存在的隱花色素形式已證明能夠在分子水平上進行磁感應。
然而,這并不意味著人類利用了該功能。盡管人體細胞對地球磁場表現(xiàn)出敏感性,但我們對這種力沒有意識。
萊斯特大學的遺傳生物學家 Ezio Rosato 說:“這項研究或讓我們更好地了解磁場暴露可能對人類產(chǎn)生的影響。此外,由于 FAD 和這些分子機器的其他成分存在于許多細胞中,這種新的理解可能會開辟新的研究途徑,如利用磁場來激活目標基因。這種技術被認為是基因實驗工具里的圣杯,并最終可用于臨床?!?/p>