【生物醫學】人類也有地磁視力

■能夠看見地球的磁場,一直被認為是海龜、燕子等等這些動物長途旅行家的專屬本領,但是人類的眼睛或許也具備這種能力。

編譯 ∣張孝耘

隱花色素二號蛋白質(cryptochrome 2)是感應地球磁場的關鍵,實驗發現將人類的隱花色素二號放進缺乏該種蛋白質的果蠅裡,可以修復果蠅的地磁定向感應力。

果蠅和人類是天差地遠的物種,但是人類的蛋白質卻能在果蠅身上起作用,令人眼睛為之一亮,而我們的眼睛裡有很多這種蛋白質。

史帝文‧瑞波特(Steven Reppert)是麻薩諸薩大學(University of Massachusetts)的神經科學家,也是六月二十一日《自然通訊》期刊(Nature Communications)上發表的隱花色素研究論文的第一作者。他表示:「人類視網膜上是否可以分泌大量隱花色素,而成為有光感的磁場感應器呢?我們不知道這種蛋白質分子是否在人類視網膜上也可以發生感應地磁的作用,但似乎是有可能的。」

瑞波特的實驗室專門研究蝴蝶長途遷徙的根本生物機制,三年前,其研究曾指出隱花色素讓果蠅可以利用光來做地磁定位。

在該研究發表之前,隱花色素的導航功能只是一種推論和主張,而之後的科學家則形容隱花色素就好像量子羅盤,當羅盤內的電子受到光子撞擊散開時,其旋轉的方向會隨著磁場的變動而變化,而動物藉著隱花色素察覺到這些極其細微的變化,得以參考磁場的變動來決定航向。

這套理論仍有許多不足之處,但是一般認為隱花色素的作用遍存於動物界,從魚類、爬蟲類到鳥類都有,但從前以為人類是其中的例外。科學家認為人類的隱花色素是人體內分子時鐘的一部份,所以是種生理節奏裝置,而非視覺上的指南針。

然而新的研究發現隱花色素不只有生理時鐘的功能。在研究脊椎動物的隱花色素如何在果蠅身上作用的過程中,瑞波特決定採用人類的版本。他的研究團隊將果蠅加以基因改造,使其喪失自身的隱花色素,然後放入人造迷宮磁場裡,實驗發現這些果蠅掙扎著無法找到方向。之後,研究人員再將人類的隱花色素植入這些果蠅體內,這些果蠅就又恢復了定向的能力。

隱花色素研究的先驅克勞斯‧修騰(Klaus Schulten)是伊利諾大學爾巴那­─香檳校區(University of Illinois at Urbana-Champaign)的生物物理學家,他並沒有參與上述的新研究計畫,但是他表示:「這是篇令人非常振奮的報告。」修騰認為這項研究報告,加強證明了隱花色素對各種脊椎動物大致的功能,當然同時也引起了關於隱花色素在人體中扮演何種角色的問題。

「我們無法證明隱花色素對人類也有相同的作用,但是人類的隱花色素無疑的修復了果蠅的地磁視力。」

科學界對人類是否可以感覺到地磁有一些爭議。在1980年代,英國動物學家羅賓‧貝克(Robin Baker)認為人可以感受磁力,但是他的研究結果難以被複製。不過最近德國的一項研究似乎揭示了地磁對視覺的影響。

以上研究結果是否和人類眼睛內高含量的隱花色素有關,以及如果答案是肯定的,那麼,人類是否仍有一套量子羅盤系統在操作呢?這些都完全仍屬臆測,但瑞波特非常樂於看到這些臆測,他說:「人類有地磁感應的想法是很合理的,只是也許我們過去的研究方法成效不夠顯著。」

不過修騰認為人類的地磁定向能力也許在演化過程中被長壽取代了。他的研究指出隱花色素羅盤需要一種氧分子自由基(free radical)的超氧化物(superoxide)才會發生作用。但是自由基會破壞去氧核醣核酸(DNA),所以對壽命較短的動物影響不大,但是對要維持數十年生命的物種則不然。

然而修騰也說:「人類和其他某些動物或許在很久很久以前也有定向的本能。」

瑞波特目前專注於腦如何解讀隱花色素羅盤訊息的研究。他說:「基本上,我們很想知道隱花色素所帶的訊息如何傳遞到神經系統,這是目前無人知曉的領域。」

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 研究出處:http://www.wired.com/wiredscience/2011/06/geomagnetic-vision/

責任編輯:Nita Hsu

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One thought on “【生物醫學】人類也有地磁視力

  • 2011 年 11 月 04 日 at 01:43:46
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    酷哦

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