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信鸽认路最新研究:生物指南针-酷鸽网

发布时间:2015-11-17 14:59 来源: 点击()

信鸽为什么认路?最新研究说人家有“生物指南针”

    微弱的地球磁场,加上指南针,人类就可以在茫茫沙漠或森林中确定行进的方向。信鸽等鸟类,也可以把不同地理位置的磁场信息当做“路标”,根据它们细微差别,往返飞行,精确得像是揣着一个指南针。

    人们在帝王蝶、龙虾和海龟等生物身上也观察到类似用地球磁场导航的现象,但一直不清楚其原理是什么。

    北京时间11月17日凌晨,国际顶级学术期刊《自然·材料》(Nature Materials)在线发表了一项研究成果显示,中国科学家发现了生物体内的“指南针”。

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    这是首个在分子尺度就表现出磁铁特性的蛋白复合体,它既能够吸引铁,也能在磁场的作用下转动。

    该论文标题为《一个磁性蛋白生物指南针》(A magnetic protein biocompass),北京大学生命科学学院研究员谢灿是该论文的通讯作者。

    11月16日,谢灿告诉澎湃新闻,刚刚发表的研究回答的问题是“生物如何感应到磁场的”,他们发现了生物感应磁场的蛋白质分子。

    1995年,植物中的感光蛋白光受体CRY1(cryptochrome 1)被发现,后来,科学家发现,CRY还能够感应磁场,是人类所知的生物体内第一个磁感应分子,该蛋白也存在于鸟类和人类视网膜中。但鸟类从感应磁场到定位或导航的过程,仍是未解之谜。CRY如何在生物体内工作也不为人类所知。

    谢灿带领的研究人员对果蝇的12536个基因筛选后,发现了唯一一个与CRY相结合的磁感应受体蛋白,被命名为MagR。

    实验发现,MagR才是真正感应磁场的生物分子,CRY只能感光,因为二者结合,人们此前被其复合物又感光又感磁的特性“蒙骗”了。

    研究人员发现,MagR与CRY在信鸽的视网膜中共定位,几乎出现在同一位置。它们似乎相互配合,形成一个分子机器,在阳光或月光等光线的刺激下,地球磁场信号被细胞捕捉到,并转化成电信号,该电信号经神经细胞传递到信鸽的大脑中,然后做出决策。谢灿表示,这只是动物磁感应的“生物指南针”模型,其真实性和细节有待进一步研究。

    研究人员进行体外实验发现,在溶液中,MagR与CRY两种蛋白的确会自发形成复合体,复合体又堆集成棒状结构,MagR位于轴心,CRY居外围。

    更令人惊奇的是,这样一个棒状结构像一个真正磁铁一样,会吸在铁珠上,也像一个真正的指南针一样,会随着外加磁场的变化而转动,会在地球磁场的作用下,呈现有规则的排列。

    研究人员在文章中称,这是人类第一次发现具有这样特性的生物磁性物质。
   

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责任编辑:kuge

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