我们都知道很多动物，包括鸟类，都有很强的路线识别能力。例如，家燕越冬回来后可以找到旧巢，信鸽甚至可以飞到1000公里以外的地方。在，大多数候鸟准确地往返于这个地方，繁殖的海龟可以游到很远的地方到它们出生的海滩……它们是怎么做到的？虽然这个秘密还没有完全揭开，但大多数生物学家认为，包括鸟类在内的许多动物都有地磁感应系统，一些研究也揭示了这一推论的正确性。

我们人类对地球的磁场是没有感觉的，那么鸟类和其他动物怎么能感觉到地球的磁场呢？一些新的研究表明，鸟类的某些蛋白质具有磁性。例如，科学家发现，当施加磁场时，鸟类的海拉细胞的荧光会变弱；并且 Cry 蛋白也被认为会触发对地磁的反应。随着科学家们的深入研究，这个谜团正在一步步揭开。

据《科技日报》6月24日报道据悉，中科院合肥物质科学研究院强磁场科学研究中心磁生物学研究团队谢灿研究团队与国外团队合作取得新成果。据悉，该团队已经与英国牛津大学和德国奥尔登堡大学合作。由高校等实验室组成的国际合作研究团队在动物磁感应和生物导航领域进行了深入研究并取得了重要突破。研究成果揭示了候鸟感知地磁场的量子生物学原理，从根本上解决了鸟类的问题。类似磁场感应的秘密。

研究人员使用磁共振波谱等通过通过对几种鸟类的关键磁感应蛋白Cry进行深入分析，首次发现候鸟的Cry蛋白对地球磁场的敏感性明显高于其他留鸟，表明候鸟具有对地球磁场的敏感性明显高于非候鸟，这可能是因为候鸟需要利用地球磁场的磁力线来确定方向和位置。这相当于他们自己的导航系统，候鸟比非候鸟更好。导航能力更强。

Cry 蛋白如何诱导磁场线？研究小组发现，其灵敏度主要体现在“自由基对”中纠缠电子自旋态的变化。磁感应机制源自内部电子行为。实验发现Cry蛋白中的辅基FAD在蓝光激发后会发生还原反应。 , 外围电子将在 Cry 蛋白中的四种保守色氨酸 (Trp) 之间不断跳跃：TrpA、TrpB、TrpC 和 TrpD。当两个分子之间发生电子的跳跃转移时，会留下两个不成对的电子，每个分子上一个，而电子向原始分子的反向转移需要这些电子的量子自旋相反。 ，表现为向上自旋和向下自旋，而这种电子跳跃是对磁场高度敏感的物理效应的体现。这些电子的自旋和跳跃，以及上升和下降状态的变化，都会在一定程度上改变蛋白质分子的性质，从而刺激某些神经信号，这些信号被捕获后可以反映在磁场中。鸟的大脑。精神上的回应。

研究团队通过了这次量子化学实验，基于理论计算，首次发现Cry蛋白中的这种电子传递过程同时承担着“磁感应”和“信号传输”两种功能，可以将电敏感性转化为磁敏感性。相关论文于6月23日以长篇封面文章的形式发表在权威科学期刊《自然》上。

鸟类有这种地磁感应系统不占据它的大部分生理空间。例如，鸽子的磁场感应器官位于它的喙部，看起来只有一平方毫米大小，就像一个嵌入的导航芯片，而上面提到的电子跃迁能级的微小物理反应实际上是可以区分的受生物磁场作用而成为生理功能。生物生理学的神奇真是太神奇了。仿生学也将对未来人类科技的发展给予极大的启发。

参考资料：

《科技日报》文章“重大突破！” 6 月 24 日。揭示候鸟感知地磁场的量子生物学原理"

文章来源：《生理学报》 网址: http://www.slxbzzs.cn/zonghexinwen/2021/0625/860.html

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