研究发现，鲑鱼体内的磁场导航系统，来源于20多亿年前的细菌

众所周知，鲑鱼、蝴蝶、鸽子和鸟类等动物具有先天的磁感应能力，可以利用地球磁场导航到觅食和繁殖地。鲑鱼达到性成熟后，会从海里逆着河流游到自己的出生地产卵，结束自己的生命周期。

让人惊奇的是，新生的鲑鱼在没有成年鲑鱼的带领，也知道如何游回海里，鲑鱼的磁场导航系统竟能完成如此精妙的引导。科学家们一直在努力确定鲑鱼的磁感知的感官机制究竟是如何运作的，最近他们又有了新的发现。

发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中，包括俄勒冈州立大学的科学家在内的一个国际研究小组概述了一个新的理论。在鲑鱼和其他动物的特殊受体细胞内形成的磁铁晶体，可能起源于古代的遗传系统，该系统是由细菌开发的，并在漫长的进化过程中遗传给动物的。

这一理论是基于鲑鱼鼻子细胞内发现的纳米磁性物质的新证据。研究论文的主要作者蕾妮·贝林格（Renee Bellinger）说：“鲑鱼鼻子中含有磁性物质的细胞非常稀少，我们无法确切地证明磁铁晶体是动物磁感知的潜在关键，但我们的研究揭示了相关基因是寻找潜在磁传感器如何发挥作用的新证据的重要工具。”

找到磁性受体就像大海捞针一样，但这项研究工作为使“针”发出真正明亮的光铺平了道路，这样我们就可以更容易地找到和理解受体细胞。这些发现具有广泛应用的潜力，从改善鲑鱼管理到更好地了解它们如何利用海洋，再到基于磁性的有针对性的医疗治疗。

研究人员说：“鲑鱼过着艰苦而快速的生活，它们到海洋中特定的区域觅食，然后回到它们死亡的原始产卵地。它们没有机会教它们的后代去哪里，但它们的后代却能顺利找到回到觅食区域的路。如果我们能找出像鲑鱼这样的动物感知和定向的方式，那么在帮助保护物种方面有很多潜在的应用，但在医学或其他定向技术等人类应用方面也有很多潜在的应用。”

研究人员原本希望在鲑鱼的鼻子里看到晶体链，类似于产磁铁矿的细菌如何生长晶体链并将其用作指南针。但事实证明，单个晶体是以紧密的簇状组织的，就像小鸡蛋一样，其结构与最初的假设不同。研究人员才把研究范围缩小到嗅觉器官中的磁铁晶体。

磁铁晶体作为特殊受体细胞内的微小晶体出现的形式，代表了生物矿化，或生物体产生矿物质的过程。贝林格说，细菌和鱼类的磁铁矿晶体之间的相似性表明，它们有着共同的进化遗传史。

20多亿年前，细菌发展出磁感应的机制，在漫长的进化过程中不断遗传，最后还传给了动物。如今，这些感知磁性的工具继续存在于各种动物物种中。在动物生活中分享磁感应的过程可能类似于线粒体的进化，线粒体控制着动物如何释放能量。线粒体也起源于细菌，然后转移到其他生物体。

研究人员说，了解磁铁矿的进化史是进一步查明其潜在过程的一个步骤。他们接下来想测试他们的新理解和相关标记，以进一步解开某些生命形式为何以及如何为长期精确的迁徙策略调整好工具的谜团。

来源：寰宇科学新观察