中外团队合作破解迁徙鸟类利用地球磁场“导航

中新网合肥6月24日电(吴岚、赵胜)记者24日从中科院合肥材料所获悉，该所研究团队与牛津大学在英国、德国奥尔登堡大学等实验室组成国际合作研究团队，在动物磁感应和生物导航领域取得重要突破——破解候鸟利用地球磁场“导航”的原理。

相关研究成果于6月23日以长篇封面文章的形式发表在国际权威期刊《自然》上。

在数十亿年的进化过程中，地球上的许多生物已经发展出利用微弱地磁场在海、陆、空不同空间和尺度上实现精确定位和导航的能力。科学原理尚不明确。 “迁徙动物如何利用磁场找到回家的路”被《科学》杂志列为125个未解决的重要前沿科学问题之一。

据介绍，磁场的穿透性使磁场刺激能够远程无损地深入到生物体深处，例如大脑深处。利用磁场控制细胞或生物体具有无可比拟的优势，这也成为近十年来的研究热点。因此，阐明动物对地球磁场进行迁徙和航行的感知原理，揭示磁场对细胞或生物体的控制机制，不仅对基础研究具有重要意义，而且对生物磁学技术和一种新的研究也具有重要意义。生成独立于卫星的导航和定位。技术的需要。

由中国科学院合肥材料研究所高磁场科学研究中心谢灿课题组和牛津大学Peter Hore教授相关实验室组成的国际合作研究团队和德国奥尔登堡大学的 Henrik Mouritsen 教授。共振光谱等方法对几种鸟类磁感应的关键蛋白Cry进行了深入研究。首次发现欧洲知更鸟等候鸟的Cry蛋白对磁场的敏感性明显高于非候鸟。主要体现在“自由基对”中纠缠电子自旋态的变化。

研究还揭示了Cry蛋白的磁感应机制源于其内部对磁场高度敏感的电子行为。量子化学实验和理论计算首次发现，这种电子转移过程同时具有两种不同的功能：“磁感应”和“信号传输”。该研究在一定程度上揭示了候鸟感知地磁场的量子生物学原理，为未来动物磁感应和生物导航研究指明了方向，也为仿生导航和生物磁控的发展提供了理论指导。技术。 （完）[编辑：袁晶晶]

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