鸟类能感应到地球的磁场，这种神奇的能力可以帮助它们在飞行中导航，准确无误地进行跨越数万公里的迁徙，从陌生的地方飞回熟悉的“家乡”。

地球磁场示意图，上方为地球的北极，下方为地球的南极（可见磁极与南北极相反）

几十年来，研究人员认为，鸟类的喙富集铁细胞以作为磁场导航时的“罗盘”。但近年来，科学家发现越来越多的证据表明，鸟类眼睛中的某些蛋白可能使它们能够看到磁场。

如今，科学家们已经确定了这种“第六感”背后可能存在的蛋白。“两项新研究——一项研究的是2018年3月28日发表在《皇家学会：界面杂志》（Journal of the Royal Society Interface）上的斑胸草雀（Taeniopygia guttata），另一项研究是在2018年1月22日发表在《当代生物学》（Current Biology）上的欧亚鸲（Erithacus rubecula）的研究——它们都是在视网膜上发现的一种感光蛋白——Cry4。如果研究人员的发现无误，那么这将是第一次在动物身上发现一种负责检测磁场的特定分子。

右侧黑顶林莺（Sylvia atricapilla）说：“我能看到你眼睛里隐花色素蛋白含量的增加，所以，你又要去旅行了是么？”。

“这是一个令人兴奋的进展——我们需要更多类似这样的研究，”牛津大学的化学家彼得·霍尔（Peter Hore）说，他研究过鸟类导航的化学反应。

Cry4是一类叫做隐花色素蛋白中的一种，被认为与感应昼夜节律，或生物的睡眠周期有关。但是来自量子力学的证据显示，这些蛋白中至少有一部分被认为对地球磁场有反应。瑞典隆德大学（University of Lund）的生物学家阿迪克斯·平森·罗德里格斯（Atticus Pinzon-Rodriguez）参与了斑尾草雀的研究，他说，这种蛋白的量子相互作用可以帮助鸟类感知这一领域。

左侧的斑胸草雀说：“你迟到了！这次你的借口又是什么？”，右侧的斑胸草雀回答：“抱歉啊，我的磁感罗盘在夜晚出了故障”。

为了弄清楚Cry1、Cry2和Cry4，这三种隐花色素蛋白中哪一种是主要指引鸟类迁徙的蛋白，平森·罗德里格斯和他的同事们研究了39只斑胸草雀的视网膜、肌肉和大脑。

该研究小组发现，尽管Cry1和Cry2的表达水平在一天中出现了一种有节律的上调和下调的模式，但Cry4的表达水平仍然保持不变，这表明该蛋白正在稳定地生成。

“从这个演技的结果中，我们推导出鸟类在白天或晚上的任何时候都使用磁场的罗盘，”隆德大学生物学家雷切尔·穆衡（Rachel Muheim）说，他是斑尾草雀研究的合著者。

第六感在欧亚鸲的长距离迁徙过程中，蛋白质Cry4的产生增加，这可能会促进鸟类对地球磁场的感知。照片来源： HENRIK MOURITSEN

欧亚鸲在一天24小时的周期中也显示出恒定的Cry4表达水平，在它们季节性的迁移中也有更高的水平。研究人员在研究中发现，在欧亚鸲视网膜的一个区域中，Cry4能接收到大量的光，这一位置可以帮助它进行飞行导航。

“我们有很多相关性证据，但Cry4蛋白的直接作用并没有得到完全证实，”德国奥尔登堡（Oldenburg）生物与环境科学研究所的动物导航专家亨利克·莫里特森（Henrik Mouritsen）说，他参与了欧亚鸲的研究。更确切的直接证据就是需要观察在敲除Cry4蛋白基因后，会对鸟类的去导航造成怎样的影响，看看是否有其他的机制帮助它们能够在迁徙中不迷失方向。

研究表明，在隐花色素蛋白中，其单重和三重产物之间的比值可以由地球的磁场调节。

而关于磁场和隐花色素蛋白之间的相互作用（如上图），一些物理学家试图用“量子纠缠”的理论去解释。“量子纠缠”是玻尔德量子理论的一个推论。

尽管如此，现阶段的这些理论和发现似乎仍然不能最终揭示鸟类迁徙和定位的复杂机制。正如化学家霍尔说，或许真相只有鸟类自己知道。

来源: 推鸟