鳥類究竟是如何導航的

類別: 新奇
Imagine@ 2018.04.14 , 08:01
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鳥類究竟是如何導航的

鳥類究竟是如何導航的
credit:123RF

鳥兒們究竟是如何做到在冬天來臨之際飛到南方,而春天到來的時候又飛回去呢?這真是有史以來最大的謎團之一。過去的四十年中,科學家們已經知道了它們能通過某種方式感知磁場並能利用地球的磁場來導航。但具體到底是怎麼做到的,尚不清楚。而最近,有兩個研究團隊都證實了,鳥兒是能真切地“看到”磁場的。

這兩組研究團隊分別來自德國的奧爾登堡大學、瑞典的隆德大學。前者的研究人員研究了歐洲知更鳥,後者則研究了蒼頭燕雀。長期以來人們普遍都認為,它們之所以能飛地如此準確多虧了富含鐵元素的鳥喙細胞。 直到20世紀60年代後期, 才有伊利諾伊大學檳分校的克勞斯 · 舒爾滕提出, 在遷徙的動物中(當然也包括鳥類), 它們的眼睛或大腦中一定包含了某種特定的、可以對磁場作出反應的分子。

自那以後, 符合舒爾滕假說的證據就越來越多。現在看來, 這兩個團隊已經能完全確定這個理論的真實性了。瑞典的這項研究發表在《皇家學會介面》上, 而德國的研究則發表在《當代生物學》上。這兩項研究都集中在一類被稱為隱色素的蛋白質上。

每個研究小組都在鳥類視網膜中發現了一種特殊的蛋白質Cry4,這是隱花色素蛋白質的一種。這種蛋白質對藍光很敏感, 包括地球磁場發出的光。植物和動物都含有能對藍光作出反應的感光細胞, 因為藍光是晝夜節律所必需的。然而, 這是第一次在動物身上發現它對磁場竟也有所反應。

鳥類的視覺磁檢測細胞依賴於量子相干性。 據倫德大學的生物學家 Atticus Pinzon-Rodriguez 說, 這就使得候鳥航行的量子場能相互作用。研究表明這可能與三種隱花色素即 Cry1、 Cry2和 Cry4有關。隆德大學的研究團隊測量了三種隱花色素(Cry1,Cry2和Cry4)在大腦、肌肉和眼睛中的基因表達。

他們發現 Cry1和 Cry2的表達在一天中都有波動, 因為它們都與生理節律有關, 而Cry4則不一樣,它持續出現。這意味著這種物質還具有其它作用,這種作用要求Cry4時刻保持活躍狀態,所以研究人員認為它與探測磁場有關。想想,鳥兒可是晝夜都靠它飛呢。這一結論得到了另一組研究的支援,因為他們對知更鳥的研究結果是相同的——但雞的體內就不會有這種變化。

科學家們還得出了一些有趣的結論,即:Cry4聚集在視網膜區域,接收大量的光線。儘管理論和證據都很有說服力,但我們必須還要做更多的研究,特別是對含有隱性Cry4基因的鳥類。除此之外,如果科學家們證明了這個理論是正確的,那麼他們還必須證明鳥兒到底是如何感知磁場的。

本文譯自bigthink,由譯者Imagine基於創作共用協議(BY-NC)釋出。

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