鳥類從這種新發(fā)現(xiàn)的眼睛蛋白質(zhì)中獲得內(nèi)部指南針
鳥類能夠感知地球的磁場,這種不可思議的能力可能幫助它們從陌生的地方飛回家,或者在跨越數(shù)萬公里的遷徙中導(dǎo)航。
幾十年來,研究人員一直認(rèn)為鳥喙中富含鐵的細(xì)胞充當(dāng)著顯微鏡下的羅盤(SN: 5/19/12, p. 8),但近年來,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)越來越多的證據(jù)表明,鳥類眼睛中的某些蛋白質(zhì)可能是它們能夠看到磁場的東西。
科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)確定了這種“第六感”背后的一種可能的蛋白質(zhì)。3月28日發(fā)表在《皇家學(xué)會界面雜志》(Journal of the Royal Society Interface)上的一篇論文對斑馬雀進行了研究,1月22日發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)上的一篇論文對歐洲知更鳥進行了研究。如果研究人員是正確的,這將是首次在動物身上發(fā)現(xiàn)一種專門負(fù)責(zé)探測磁場的分子。
“這是一個令人興奮的進展——我們需要更多這樣的論文,”牛津大學(xué)的化學(xué)家Peter Hore說,他研究了與鳥類導(dǎo)航有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)。
Cry4是一類蛋白質(zhì)中一種叫做的一部分,被認(rèn)為與晝夜節(jié)律,或生物的睡眠周期(SN: 10/02/17, p。6)。但至少有些蛋白質(zhì)還認(rèn)為對地球磁場由于量子力學(xué)的古怪(SN:參與斑馬雀研究的瑞典隆德大學(xué)的生物學(xué)家Atticus pinzo - rodriguez說,蛋白質(zhì)的量子相互作用可以幫助鳥類感知這個領(lǐng)域。
為了弄清楚三種隱色素中哪一種負(fù)責(zé)這個量子羅盤,pinzo - rodriguez和他的同事檢測了39只斑馬雀的視網(wǎng)膜、肌肉和大腦,以確定是否存在三種蛋白質(zhì)Cry1、Cry2和Cry4。
研究小組發(fā)現(xiàn),雖然Cry1和Cry2的水平隨著時間的推移呈有節(jié)奏的上升和下降趨勢,但Cry4的水平保持不變,表明這種蛋白質(zhì)正在穩(wěn)定地產(chǎn)生。
“我們假設(shè)鳥類在白天或晚上的任何時候都使用磁羅盤,”倫德的生物學(xué)家Rachel Muheim說,他是斑胸草雀研究的合著者。
歐洲知更鳥在24小時的周期中也表現(xiàn)出恒定的Cry4水平,在遷徙季節(jié)中表現(xiàn)出更高的水平。該研究的研究人員在知更鳥視網(wǎng)膜中接收到大量光線的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了Cry4,該位置可以幫助它作為指南針工作。
“我們有很多證據(jù),但(Cry4)還沒有得到證實,”德國奧爾登堡生物與環(huán)境科學(xué)研究所的動物導(dǎo)航專家Henrik Mouritsen說,他參與了羅賓的研究。更確切的證據(jù)可能來自于觀察沒有正常運作的Cry4蛋白的鳥類,看看它們是否仍然有一個內(nèi)部羅盤。
即使這樣,霍爾說,我們?nèi)匀豢赡軣o法理解鳥類是如何感知磁場的。要知道,你必須是一只鳥。
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