
找出鳥類如何在整個星球中導航涉及查看單數電子的動作。圖片來源:Corinna Langebrake和Ilia Solov'yov
在智能手機時代,回家從未如此簡單,但是對於那些逃脫了數字依賴的動物,已經出現了一些非常漂亮的導航改編。一些最偉大的遷移者是鳥類,一年四季進行築巢和溫暖的氣候,長期以來一直懷疑是地球的磁場在幫助他們弄清自己要去的地方方面發揮了不可或缺的作用。現在,新的研究認為,已經破解了基於該磁性傳感器的機制,表明很多鳥類的視野。
發表在期刊上自然,這項研究的見解取決於該研究的第一作者Jingjing Xu成功地產生了光活動蛋白質加密4(Cry4),這是Oldenburg大學研究小組Henrik Mouritsen的博士生。該分子在鳥類的視網膜中發現,但到目前為止從未在實驗室中產生。 Xu能夠通過提取其遺傳密碼並將其與細菌細胞培養物結合來製作幾種鳥類的Cry4,這些細胞細胞培養很樂意攪動鳥類蛋白的相同副本。
一旦團隊擁有加密的4,他們便藉助磁共振和光譜法的幫助來揭示蛋白質的秘密,並確定它是否確實對地球的磁性敏感。他們暴露了夜間遷徙鳥類的歐洲知更鳥的Cry4蛋白,以巨大的磁場,並能夠觀察到它確實是磁性敏感的。雞和鴿子的視網膜(兩隻非遷移鳥)敏感得多。將鳥類的視網膜蛋白之間的差異固定在羅賓遺傳密碼中的位點特異性突變中,該突變塑造了Cry4中四個黃素 - 色氨酸自由基對的作用。
袋子中的磁敏感性,他們接下來想確定這種視網膜蛋白實際上可能如何將信息傳遞給鳥,畢竟,如果看不到它,則沒有指南針。看著羅賓斯在計算機上的Cry4的行為,他們能夠看到場變化反映在蛋白質中的單數電子的運動中,科學的觀察值如此之小,以至於屬於量子力學。這些微小的運動改變了蛋白質的反應產物,這些反應產物被神經元拾取。
如果您想在遷移的鳥類物種的特定視網膜蛋白中的量子運動聽起來有點令人頭疼,那麼看來您可能是對的。穆里森本人告訴Gizmodo這項研究尚未明確證明Cry4是候鳥中的磁性傳感器,並且由於其複雜性,得出確定的結論仍然可能需要一些時間。他說:“我不能保證您的任何時間表,因為它非常非常具有挑戰性。”
本週iflscience
收到您最大的科學故事,每週收件箱!