我们都知道，鸟类可以感应到地球磁场，正是这种不同寻常的“超能力”使得它们可以飞往陌生的地方而不迷路，从而进行跨越上万公里的大迁徙。数十年来，研究者们都认为是鸟喙中富含铁元素的细胞充当了“微型指南针”的角色。但近年来，科学家们发现了越来越多的证据表明，是鸟类眼部的一种特定蛋白质使它们能够看到地球磁场。
目前，科学家们已经精确地找到了这种物质。3月28日发表在Journal of the Royal Society Interface和1月22日发表在Current Biology的两篇研究都特别提到了它——Cry4。前者的研究对象是斑胸草雀（zebra finches），后者则是欧洲知更鸟（European robins）。
知更鸟
Cry4是一种被发现于视网膜中的光敏蛋白质，如果研究者们是正确的话，那将是人类首次在动物体内发现可以探测到磁场的特定分子。
牛津大学的化学家Peter Hore说：“这是一个激动人心的发现，我们需要更多证据和研究。”他的研究方向是鸟类在导航过程中体内产生的化学反应。
Cry4是隐花素蛋白（ cryptochromes）中的一种，这类蛋白质与生物的生理节奏和睡眠周期都息息相关。“因为量子力学的奇异特质，这类蛋白质其中的几种可以对地球磁场作出反应，正是这种蛋白质在量子层面的反应帮助鸟类感应到了磁场。”瑞德隆德大学的生物学家Atticus Pinzon-Rodriguez说道。他本人参与了对斑胸草雀的研究。
隐花素蛋白结构示意图
为了找出是那种隐花素蛋白质产生了这个“量子指南针”，研究者们测定了Cry1，Cry2和Cry4在39只斑胸草雀的视网膜、肌肉以及大脑中的含量。
研究团队最终发现，Cry1和Cry2的含量水平一直在有规律地上下波动，只有Cry4的含量保持不变，说明这种蛋白质一直在稳定地产生。
团队的另一位生物学家Rachel Muheim说：“我们的假设就是鸟类对磁场指针的使用是不分昼夜的。”Cry4含量的稳定表现让它毫无疑问地成为了答案的最佳候选。
斑胸草雀
另一项研究中欧洲知更鸟体内的Cry4含量水平同样表现稳定，且在迁徙季节的含量更高，这无疑又是一个有力的证据。研究团队还发现Cry4在知更鸟视网膜的一个区域内接收了大量光线，使它可以像一个罗盘一样工作。
德国奥尔登堡生物与环境科学研究所的动物导航研究专家Henrik Mouritsen表示：“我们已经有了相当多的证据，但Cry4是否真的就是最终的答案还无法被证实。”他本人也参与了知更鸟的研究项目。
为了找到更加关键性的证据，科学家们还将进一步进行研究，比如观察鸟类缺少Cry4蛋白质的时候还能否进行磁感导航。“但即使我们最终证明了这一点，我们也无法理解它们实际上是怎么感应磁场的，因为你必须自己变成一只鸟才行。”Hore如是说。
编译：吴桐
参考文献
A. Pinzon-Rodriguez, S. Bensch and R. Muheim. Expression patterns of cryptochrome genes in avian retina suggest involvement of Cry4 in light-dependent magnetoreception (cryptochrome expression in zebra finches). Journal of the Royal Society Interface. Published online March 28, 2018.
A. Günther et al. Double-cone localization and seasonal expression pattern suggest a role in magnetoreception for European robin cryptochrome 4. Current Biology. Vol. 28. January 22, 2018
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