動(dòng)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(shí)，觀(guān)察到有些微生物持續(xù)不變地向一個(gè)方向游動(dòng)，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?yàn)椴还苈湓陲@微鏡片上的光怎樣分布，細(xì)菌總是游向同一個(gè)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(shí)，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(jiǎn)單的微生物之一，它的這種運(yùn)動(dòng)與地球的磁場(chǎng)有關(guān)嗎？

實(shí)際上這是一種趨磁性行為。實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)把一小滴泥漿用暗場(chǎng)照明的顯微鏡在低倍率（約80倍）下放大檢查時(shí)，游動(dòng)的、折射光的細(xì)菌看起來(lái)像一些游動(dòng)的小光點(diǎn)。在只有地磁場(chǎng)而沒(méi)有其他磁場(chǎng)作用時(shí)，一些細(xì)菌就持續(xù)不斷地向北游動(dòng)，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(pán)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(gè)顆粒是一個(gè)極其微小的磁體。這樣的小顆粒稱(chēng)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(zhǎng)軸排列成單鏈或雙鏈。所以，趨磁性的最簡(jiǎn)單解釋是：一個(gè)正在游動(dòng)的細(xì)菌由于地磁場(chǎng)施加于磁性小體的磁力而被動(dòng)地指向某一方向。例如，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度一定時(shí)，細(xì)菌會(huì)很好地選取方向且有較大的游動(dòng)速度。磁場(chǎng)較弱時(shí)，定向能力較弱，在磁場(chǎng)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(yùn)到一個(gè)陌生的地方放飛，它們依然能輕而易舉地飛回家。

有人說(shuō)，鴿子是利用地球磁場(chǎng)導(dǎo)航的，按照此論，當(dāng)?shù)厍虼艌?chǎng)畸形時(shí)鴿子就不認(rèn)識(shí)路了。果真如此嗎？

如果我們?cè)邙澴宇^頂和脖子上繞幾匝線(xiàn)圈，以小電池供電，鴿子頭部就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)均勻的附加磁場(chǎng)。當(dāng)電流順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)時(shí)，在陰天放飛的鴿子向四面八方亂飛，這表明：地磁場(chǎng)是鴿子的導(dǎo)航羅盤(pán)。那么鴿子是怎樣按照地磁場(chǎng)來(lái)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(chǎng)中振翅飛行時(shí)，切割磁感線(xiàn)，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?yàn)榍懈畲鸥芯€(xiàn)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(dòng)勢(shì)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(shí)又如何呢？試驗(yàn)表明，附加磁場(chǎng)對(duì)它沒(méi)有影響，依然能定向飛行。這一事實(shí)說(shuō)明：地球磁場(chǎng)并不是它唯一的導(dǎo)航羅盤(pán)。原來(lái)，鴿子能檢測(cè)一種廣泛分布在空間的特殊的光線(xiàn)——偏振光，在晴天它能根據(jù)太陽(yáng)的位置選擇特定的飛行方向，并由體內(nèi)生物鐘對(duì)太陽(yáng)的移動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的校正。 有了這個(gè)雙保險(xiǎn)，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(cè)地球磁場(chǎng)的還有甲蟲(chóng)、蜜蜂、蒼蠅、魚(yú)、白蟻、蝸牛等。