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地磁场与人体健康

时间:2019-07-26 11:46来源:饮食健康
信鸽辨别方向的能力特别强,即使上海的信鸽带到新疆放飞,它仍然会飞回上海。路途中就是碰到狂风暴雨,它也不会迷失方向。为什么它有这么大的辨别方向的本领呢?科学家对信鸽进

信鸽辨别方向的能力特别强,即使上海的信鸽带到新疆放飞,它仍然会飞回上海。路途中就是碰到狂风暴雨,它也不会迷失方向。为什么它有这么大的辨别方向的本领呢?科学家对信鸽进行研究,做了这样—个有趣的实验:把磁棒和铜棒分别绑在一些鸽子身上,然后运到很远的地方选择在阴天放飞。结果很有趣:绑着铜棒的鸽子,飞行方向正确,都安全返回主人家;而那些绑着磁棒的鸽子却满天飞失去了方向。这个实验说明鸽子能利用地磁场导向。绑了磁棒的鸽子,识别地磁场本领受到磁棒的干扰,自然也就迷失了方向。

编者导读

较为权威的解释包括敏锐嗅觉说和探测磁场说。如今在经过数十年的调查研究后,科学家证实了鸽子的上喙确实具有一种能够感应磁场的晶胞,正是这种器官为鸽子的飞行导航。

不光鸟类,就是一些昆虫,甚至细菌也会对地磁场有感受能力。有一种细菌,总是一头朝南,一头朝北,从不在东西方向上“躺着”,这就充分说明它也有感知地磁场的本领;有的鱼儿,把它放进陌生的静水池里,它也是朝着南北方向游动;有种白蚁能在南北方向上建巢,因此称这种白蚁为“罗盘白蚁”。

11月16日,北京大学生命科学学院谢灿课题组在《自然·材料》(Nature Material)杂志在线发表论文,首次报道了一个全新的磁受体蛋白(MagR),该突破性进展或将揭开被称为生物“第六感”的磁觉之谜,推动整个生物磁感受能力研究领域的发展。

秘密藏在嘴上

医学上发现,人类的某些疾病与地球的磁纬度也有一定的关系。例如猩红热多数发生在北纬30度-60度和南纬10度-40度范围之内,而且发病率与地磁的变化有关。在一些地磁异常的地方,人们患高血压、风湿性关节炎和精神病的人数,要比地磁场正常的地区高120%--160%。这充分说明地磁场与某些疾病相关。

自然之谜——信鸽为何千里能归巢

最近,科学家在实验室里进行了一系列细致的行为试验后宣布,他们首次明确证明鸽子具有磁性感知能力,就像简易的磁性罗盘,这让鸽子也许还有其他鸟类和海龟一样,是利用地球磁场进行导航的。美国北卡罗莱纳大学的生物学专家卡杜拉.诺拉博士在教堂山艺术科学院说:“关于鸽子能够识途的能力有两种主要的理论:一种是鸽子靠嗅觉找到回家的路;另一种是在它们的脑中有一个磁力图。我们的工作有力地支持了后一种理论。当然,这一理论还需进一步的证明。”

那么,地磁场是如何影响人体健康的呢?解释有多种,但都不理想。一种认为人体的各部分都有水,水在地磁场中会发生物理化学变化。这样,当地磁场变化后,自然影响到水,也就使人体功能发生变化,引起某些疾病。

我们平时去一个不熟悉的地方,常常需要手机导航来帮忙。可是自然界中有些生物,却像是天生就自带指南针一样,可以长途跋涉不迷路,例如帝王蝶、鲑鱼、龙虾、海龟、迁徙的鸟类等。还有一些生物,会按照地球磁场的方向筑巢、打洞或者睡眠,如指南白蚁、鼹鼠等。科学家们认为,生物之所以具有这种神奇的“方向感”,原因之一在于它们的感觉系统除了视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉之外,还有被称为“第六感”的磁觉——即生物利用地磁场准确寻找正确的方向。

对鸽子的这种研究是诺拉在新西兰的一项博士研究课题,有关这一研究的报告发表在11月25日的《自然》杂志上,研究报告的另几位作者是新西兰奥克兰大学的迈克尔.沃克博士、迈克尔.达维森博士和马丁.韦尔德博士。

有的学者认为,人的各种器官也是有磁场的,即使地磁场发生微弱变化,也引起头脑、血液等周围的磁场发生变化,导致机体功能受影响,功能失常,疾病出现。也有人认为,人是处在不同生态环境之中,因此人的每个器官都带有当地地磁生态的烙印。当地磁变化后,人就会出现生理反常,产生反应,引起疾病。当然,还有人提出生物膜理论以及其他不同的解释,但都不能使人满意。地磁场到底如何影响人体的,特别是对大脑活动的影响,对机体生理活动的影响,尚没有科学解释,但愿科学家能够找到答案。

我们的地球可以看成一块大磁铁,地磁的南北极和地理南北极是相反的(地球北极是地磁南极,地球南极是地磁北极)。理论上,有“磁觉”的生物除了能利用地表附近的地磁场指示东西南北,还能通过所处位置的磁场强度以及磁倾角(地球表面磁场与地平线所成的夹角)准确定位纬度,并且通过太阳和月亮结合地磁场的信息来确定经度。

美国北卡罗莱纳大学著名的生物学教授肯尼思.罗曼博士说:“这是一项迷人的研究,在这项研究中,诺拉训练了一些能够对磁场做出反应的信鸽。这是一项生物学上的重要新闻,因为,一些人在以前多年的时间里曾做过10多次试验,但均告失败,诺拉是第一个找到一种行之有效的方法的人。”

科学家们对于这种不可思议的磁场感受能力已探究了几十年,他们好奇的是,生物到底是怎样感知到强度弱到0.35至0.65高斯量级的地磁场(一般永磁铁附近的磁感应强度为4000至7000高斯),并且准确辨别磁场方向,从而指导前进方向?为什么作为高等哺乳动物的人类并不能从意识上感知地磁场?有些人非常有方向感,但是有些人却是路痴,这和其他生物的感磁能力是否有相关性呢?

试验是这样进行的

上世纪70年代确认导航是地磁

诺拉说,在实验中,如果鸽子准确地找到设在隧道一样的房间里的两个平台,它们就会受到食物奖励。在正常的条件下,它们会随便爬到两个平台中的任何一个寻找吃的。但当在放有食物的平台上面和下面都放上马蹄磁铁对它们进行诱导时,这些鸽子就会准确地找到食物。准确率达到75%。这比它们随意寻找食物的准确率要高得多。

早在人类学会使用罗盘导航的时候,就有人猜测生物能够感知并且利用地磁场,比如鸽子的导航能力非常强,在战争年代常被用作信使。不过一开始人们认为,这种能力源自于它们能听到地面特定地标传到高空的声波,能看到天空中的偏振光。但后来人们发现,信鸽在没有阳光或者地标导航的情况下也能归巢,所以人们推断,鸟类必定在用另一种我们不知道的方式来确定它们的飞行路径。而这个猜测直到1971年才得到证实。

在知道了鸽子能够对磁场刺激做出反应后,诺拉下一步要做的是找出鸽子身上像磁场感受器一样的东西究竟在什么部位。

1971年的一个阴天,康奈尔大学的研究员在鸽子头部固定磁铁,在空旷的草地中央放飞,然后记录它们的飞行方向。他们惊奇的发现,这些携带磁铁的鸽子变得完全没有方向感。不久之后,美国科学家Blakemore在沼泽沉积物和海洋淤泥中分别观测到感应磁场的细菌,这种细菌能够被磁铁吸引,体内有富铁物质。1984年发现食米鸟的喙部有大量铁磁矿,20年后人们用透射电镜清楚观察到家鸽上喙部的富铁微粒。基于以上事实,人们提出了基于铁磁物质的生物磁受体理论。

他们先将一小块强磁铁绑在鸽子上喙上,结果这些鸽子找错平台的次数超过了一半。他们再将一块重量相同但没有磁力的黄铜绑在鸽子的喙上时,结果没有什么影响。接着,他们在鸽子的上喙进行局部麻醉以及切断眼三*神经,发现这些都会削弱鸽子探测磁场的能力。但当切断传递嗅觉信息的嗅觉神经时,却并不会削弱鸽子感知磁场的能力。通过这些实验,诺拉相信鸽子的磁场感知能力在鼻子那一带。诺拉说:“在试验中我们知道鸽子具有磁场识别能力。不过,通过各种方法也可以削弱这种能力,现在我们可以说鸽子的磁场感知能力在鼻子那一带。”

在当时这个理论听起来十分直观可信,基于铁磁物质的生物磁受体理论,后来也确实被证实能够解释某些物种的磁感受能力,例如趋磁细菌。

也许答案不止一个

从上世纪八九十年代开始,一些奇怪的实验现象给科学家们带来了新的困惑。比如说,欧洲知更鸟的磁导航能力,竟然同时还受到光的影响——蓝绿光下可以正确导航,红光下它就找不着北了。按理说,铁磁物质跟光波长应该没什么关系,那么,到底是什么物质,感受到了磁场,并且受光的影响?

诺拉的研究结果是令人信服的,也就是鸽子是靠地球磁场来识途的。其他研究结果也显示,鸽子识途的方法可能有多种,因为其他科学家也有另外的发现。比如,英国研究人员于今年2月发表了一份研究报告,也声称解开了鸽子辨别归途之谜。他们认为,鸽子认路回家的秘密其实非常简单和直接,像其他鸟类一样,它们经常沿公路、铁路、运河和其他人造航运、航空标志等飞行,最终到达目的地。

最早由美国伊利诺伊大学教授舒尔腾在1978年提出的模型认为,磁受体很有可能来自一种名为Cry的蓝光受体蛋白。这个模型后来成为许多理论工作的雏形,而Cry蛋白几十年来一直是唯一的磁受体蛋白的候选者。

这项研究是牛津大学动物学家进行的,他们对归家的鸽子进行了10年之久的研究,在最后的一年半里,他们采用了最先进的全球定位技术,得以跟踪这种飞禽所飞过的路径,误差在1~4米之内。牛津大学动物学系的研究人员说,经过10年多的国际研究,结果发现鸽子似乎并不依赖其与生俱来的辨别方向的本能,而是按照道路系统飞行,这确实使研究人员感到意外。如果作远程飞行或首次飞行,鸽子会利用它们识别方向的天性,根据太阳和星辰辨别方位。但只要飞过一次,鸽子就会按熟悉的路线往回飞,很像人们下班后驱车或步行回家。研究人员说:“有些人可能认为此事微不足道,但对我们来说非常重要,因为这将涉及鸟的记忆结构,以及在鸟的眼里地图是什么样子。”

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