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鴿子,地磁場(chǎng)護(hù)送你回家

2021-01-21 10:45:52馬睿棋
科學(xué)大眾·小諾貝爾 2021年2期
關(guān)鍵詞:磁場(chǎng)

馬睿棋

在我們?nèi)祟惪磥?lái),動(dòng)物頭腦似乎都比較簡(jiǎn)單。其實(shí),有許多動(dòng)物很聰明,甚至是“天才”,為了生存,它們會(huì)利用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等各種知識(shí)。不相信?那我們一起走進(jìn)“動(dòng)物都是科學(xué)家”系列,一起見識(shí)一下動(dòng)物的聰明之處吧!

最早的郵遞員

今天,我們的動(dòng)物主角是鴿子。鴿子是非常戀家的動(dòng)物,無(wú)論飛出多遠(yuǎn),哪怕跨越千山萬(wàn)水,也要回家。

人類是最喜歡讓別的動(dòng)物替自己干活的物種,讓馬拉車,讓牛耕地,讓狗看家,讓貓捉老鼠......

在古代,人類讓鴿子從事什么職業(yè)呢?請(qǐng)同學(xué)們猜一猜。對(duì)了,是郵遞員或者快遞員。在一些翻譯過(guò)來(lái)的國(guó)外小說(shuō)里,也叫作郵差。鴿子這個(gè)快遞員和今天的快遞小哥不一樣,今天的快遞小哥一個(gè)人可以給很多人家送快遞,而鴿子則是只服務(wù)幾個(gè)特定的VIP用戶。

要是同學(xué)們所在的小區(qū)有一只信鴿,它可不會(huì)像快遞小哥那樣,小區(qū)里誰(shuí)的快遞都接,誰(shuí)的快遞都送。它只在特定的幾個(gè)人之間飛羽傳書。鴿子給誰(shuí)送信,不給誰(shuí)送信,都是養(yǎng)鴿人長(zhǎng)期訓(xùn)練的結(jié)果。

固執(zhí)的個(gè)性

鴿子作為一個(gè)鳥類物種,千辛萬(wàn)苦進(jìn)化成今天這副可愛的模樣,可不是為了給人類當(dāng)無(wú)薪快遞員的。它們固執(zhí)的個(gè)性,被人類發(fā)現(xiàn)了。

養(yǎng)過(guò)鴿子的人都知道,鴿子的作息時(shí)間和生活習(xí)慣一旦養(yǎng)成,就會(huì)每天嚴(yán)格遵守。

鴿子的固執(zhí)還體現(xiàn)在對(duì)家庭的忠誠(chéng)上。嚴(yán)格遵守一夫一妻制,一生一世只愛一只鴿子。要是深愛的鴿子不幸去世了,也要花好長(zhǎng)時(shí)間才能從悲痛中走出來(lái),接受新的配偶。

鴿子最固執(zhí)的地方在于戀家,有強(qiáng)烈的故鄉(xiāng)情懷,在哪里出生,就要在哪里生活一輩子。如果硬要把鴿子帶走,它們走過(guò)千山萬(wàn)水,不論經(jīng)歷多少艱難困苦,都要飛回家。因此,在幾千年前,人們就馴化了鴿子,讓它們當(dāng)郵遞員。

兩種蛋白質(zhì)分子讓鴿子識(shí)途

鴿子不管路途多么遙遠(yuǎn),都能準(zhǔn)確地飛回家,為什么呢?今天,我們用GPS或者北斗為我們導(dǎo)航,可鴿子依靠的是什么呢?

鴿子認(rèn)路,是因?yàn)轼澴友劬Φ囊暰W(wǎng)膜中有一個(gè)“生物指南針”。這個(gè)“生物指南針”是一種能夠感應(yīng)磁場(chǎng)的蛋白質(zhì)分子,科學(xué)家管它叫MagR,我們可以叫它磁感應(yīng)分子。鴿子通過(guò)這種磁感應(yīng)分子,感受地球磁場(chǎng),從而判斷自己的位置。

但是,單獨(dú)的磁感應(yīng)分子不能發(fā)揮作用,它還會(huì)找個(gè)小伙伴。這個(gè)小伙伴也是一種蛋白質(zhì)分子,叫感光蛋白CRY。兩個(gè)小伙伴緊緊抱在一起,就像春卷一樣,組成一個(gè)小小的短棒。磁感應(yīng)分子是春卷的餡兒,感光蛋白CRY則是春卷的皮。這個(gè)“春卷”就像真正的磁鐵一樣,會(huì)吸起鐵粉,會(huì)像指南針一樣隨著外界的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。

為什么這兩種蛋白質(zhì)組成的“春卷”這么神奇,竟然具備磁性呢?磁感應(yīng)蛋白分子的磁性是從哪里來(lái)的?來(lái)自鐵原子。原來(lái),每個(gè)磁感應(yīng)蛋白分子中有多個(gè)鐵原子,這些鐵原子組成了鐵環(huán)。鐵原子組成鐵環(huán)后,每個(gè)鐵原子的兩個(gè)自由電子就在這個(gè)鐵環(huán)中流動(dòng),產(chǎn)生了電流,接著產(chǎn)生了磁場(chǎng)。于是,鴿子就能通過(guò)“春卷”內(nèi)的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)的相互作用,判斷出自己在哪里了。因?yàn)椴煌胤降牡卮艌?chǎng)強(qiáng)度和方向是不一樣的,所以鴿子就通過(guò)一系列復(fù)雜的“計(jì)算”,“算”出了自己的位置、離家的距離和路線。

同學(xué)們,你們說(shuō),鴿子是不是科學(xué)家?

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