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  虹鳟鱼的磁场细胞中,磁性微粒紧邻细胞膜,而非细胞核。图片来源:H. Cadiou

  在大海里畅游三年时间,离家300公里之遥,虹鳟鱼依然能径直地回到它最初的孵化地。通常,虹鳟鱼跟随着溪流游弋,并且鲜少出现方向错误。

  这种非凡的航行壮举很可能依赖一些感觉,鱼类有极好的视力和嗅觉。但是,虹鳟鱼看上去似乎更依赖地球磁场给它们指引正确方向。现在,路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学地球科学家Michael Winklhofer领衔的研究小组分离出了这种鱼体内的磁场细胞。这一进展能够帮助研究人员进一步充分认识包括鸟类在内的各类生物的磁场感觉。

  之前的研究显示,很多种类的鱼和候鸟能够察觉磁场强度的不同。科学家认为这种能力的关键在于磁铁矿(为所有矿产中磁性最强的),他们发现磁铁嵌在一些鸟和鱼的组织中。但是科学家一直未能分离出单个含有磁性物质的细胞。

  由于这些磁场细胞数量极少,并且彼此距离较远——如果它们聚集在一起,可能会彼此影响磁性,因此很难分离。研究人员表示,假如有一个组织中含有这种磁场细胞,那磁场细胞所占的比例很可能不到万分之一。

  为将磁场细胞分离出来,Winklhofer和同事们在显微镜下放置了悬浮的虹鳟鱼细胞,显微镜上也装置了磁铁。研究人员认为,这样一来,所有含有磁性的细胞将会慢慢围绕磁铁旋转。用这种方法,研究人员从虹鳟鱼的鼻部分离出了磁场细胞。在每个虹鳟鱼的嗅觉组织中,他们发现有1到4个细胞围绕旋转磁场转动。并且,在每个细胞中,磁性微粒紧挨着细胞膜。

  该研究成果在线发表于《美国科学院院刊》,研究报告称,每个细胞的磁力比研究人员预想的大上百倍。这暗示,鱼类不仅有能力觉察基本方向,而且其对磁场强度的感知能力能给它们提供更为精确的经纬度信息。