動物生存的“磁武器”

1975年，有人用顯微鏡研究鹽澤的泥漿沉淀物時，觀察到有些微生物持續(xù)不變地向一個方向游動，它們聚集在一滴污水的某一邊緣。

這是一種趨光性反應(yīng)嗎？不是，因為不管落在顯微鏡片上的光怎樣分布，細(xì)菌總是游向同一個邊緣，甚至當(dāng)顯微鏡被木盒蓋住、轉(zhuǎn)向或移放到其他房間時，細(xì)菌仍然游向同一方向。

那么這究竟是怎么一回事呢？細(xì)菌是最簡單的微生物之一，它的這種運動與地球的磁場有關(guān)嗎？

實際上這是一種趨磁性行為。實驗證明：當(dāng)把一小滴泥漿用暗場照明的顯微鏡在低倍率（約80倍）下放大檢查時，游動的、折射光的細(xì)菌看起來像一些游動的小光點。在只有地磁場而沒有其他磁場作用時，一些細(xì)菌就持續(xù)不斷地向北游動，并聚集在小水滴北面的邊緣。如果把一條形磁鐵放在附近，細(xì)菌就游向吸引羅盤針指向北端的那一極。

引起趨磁性的內(nèi)因是這樣的：在細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有一些500埃寬的小顆粒，每一個顆粒是一個極其微小的磁體。這樣的小顆粒稱為磁生小體。它們通常是立方體或八面體，平行于細(xì)胞的長軸排列成單鏈或雙鏈。所以，趨磁性的最簡單解釋是：一個正在游動的細(xì)菌由于地磁場施加于磁性小體的磁力而被動地指向某一方向。例如，當(dāng)磁場強度一定時，細(xì)菌會很好地選取方向且有較大的游動速度。磁場較弱時，定向能力較弱，在磁場方向中游速就較慢。

鴿子的歸巢能力是大家所公認(rèn)的，這難道是鴿子的眼神好、記憶力驚人嗎？回答是否定的。如果我們把鴿子裝在嚴(yán)密遮擋的籠子里運到一個陌生的地方放飛，它們依然能輕而易舉地飛回家。

有人說，鴿子是利用地球磁場導(dǎo)航的，按照此論，當(dāng)?shù)厍虼艌龌螘r鴿子就不認(rèn)識路了。果真如此嗎？

如果我們在鴿子頭頂和脖子上繞幾匝線圈，以小電池供電，鴿子頭部就會產(chǎn)生一個均勻的附加磁場。當(dāng)電流順時針方向流動時，在陰天放飛的鴿子向四面八方亂飛，這表明：地磁場是鴿子的導(dǎo)航羅盤。那么鴿子是怎樣按照地磁場來確定飛行方向的呢？

有人把鴿子看做有1000歐姆電阻的半導(dǎo)體，它在地球磁場中振翅飛行時，切割磁感線，因而在兩翅之間產(chǎn)生感應(yīng)電壓。鴿子按不同方向飛行，因為切割磁感線方向不同，所以感應(yīng)電壓也各不相同。鴿子體內(nèi)的感受器官根據(jù)感應(yīng)電動勢就可以判別飛行的方向。

上面討論的是陰天放飛的情況，那么晴天放飛時又如何呢？試驗表明，附加磁場對它沒有影響，依然能定向飛行。這一事實說明：地球磁場并不是它唯一的導(dǎo)航羅盤。原來，鴿子能檢測一種廣泛分布在空間的特殊的光線——偏振光，在晴天它能根據(jù)太陽的位置選擇特定的飛行方向，并由體內(nèi)生物鐘對太陽的移動進(jìn)行相應(yīng)的校正。 有了這個雙保險，鴿子就能自由地翱翔于天空并且準(zhǔn)確地歸巢。

除鴿子外，能檢測地球磁場的還有甲蟲、蜜蜂、蒼蠅、魚、白蟻、蝸牛等。