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[本刊訊]中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所地球深部結(jié)構(gòu)與過程研究室、地球與行星物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室田蘭香、潘永信及其合作者,在前期對(duì)蝙蝠磁羅盤研究的基礎(chǔ)上,模擬不同強(qiáng)度和方向的磁場(chǎng)條件,研究了從正常地磁場(chǎng)強(qiáng)度到1/5強(qiáng)度地磁場(chǎng)條件下的蝙蝠定向行為,相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊Plos One,2015,10(4):e0123205。
古地磁學(xué)研究表明,在地磁極性轉(zhuǎn)換過程或地磁漂移期間地磁偶極子分量可減低至10%~20%。這些變化對(duì)生物圈演化,特別是對(duì)依賴地磁場(chǎng)定向和導(dǎo)航生物的影響,是生物地磁學(xué)研究的科學(xué)問題之一。由于蝙蝠是唯一能飛行的哺乳動(dòng)物,對(duì)蝙蝠感磁機(jī)理的研究有助于認(rèn)識(shí)哺乳動(dòng)物地磁導(dǎo)航。國內(nèi)外學(xué)者已在野外和室內(nèi)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)蝙蝠具有感知和利用地磁場(chǎng)的能力。然而,在地磁極性轉(zhuǎn)換或漂移期間,蝙蝠還能否感應(yīng)并利用弱地磁場(chǎng)進(jìn)行定向尚不清楚。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),蝙蝠(中華山蝠)能夠感應(yīng)到僅為1/3、1/4、1/5強(qiáng)度的磁場(chǎng)(相對(duì)現(xiàn)今北京地區(qū)地磁場(chǎng)強(qiáng)度51微特),并利用磁場(chǎng)準(zhǔn)確地定向到磁北方向;即使最低強(qiáng)度1/5磁場(chǎng)的磁極倒轉(zhuǎn),蝙蝠的定向也相應(yīng)地發(fā)生倒轉(zhuǎn),重新定位到新的磁北方向。該結(jié)果揭示出這種遷徙型蝙蝠的感磁羅盤具有非凡的感應(yīng)能力。蝙蝠感磁羅盤的高靈敏度與剛發(fā)現(xiàn)的鳥類感磁羅盤的高靈敏度相當(dāng)。
該研究首次發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物蝙蝠感磁羅盤具有響應(yīng)極弱磁場(chǎng)的能力,結(jié)合之前的研究成果得到蝙蝠磁羅盤感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度的范圍為10~100微特。這表明:蝙蝠在現(xiàn)今全球地磁場(chǎng)范圍(23~66微特)內(nèi)都能夠正確飛行定向,而不會(huì)在低強(qiáng)度地磁場(chǎng)區(qū)域迷失方向;蝙蝠應(yīng)該能夠應(yīng)對(duì)在其進(jìn)化過程中可能遭遇的地磁極性轉(zhuǎn)換等變化,蝙蝠磁羅盤與地磁場(chǎng)協(xié)同演化,從而具備了這種靈敏的感磁能力。該研究表明蝙蝠是研究哺乳動(dòng)物地磁導(dǎo)航的理想對(duì)象,蝙蝠地磁導(dǎo)航機(jī)理的研究可為認(rèn)識(shí)哺乳動(dòng)物的感磁能力提供重要參考,其磁羅盤工作機(jī)理有待于進(jìn)一步深入研究。