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2003-04-12 14:30:32| 人氣1,053| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

龍蝦的地磁地圖感 

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許多動物利用地球磁場來導航和定位。科學家首次發現無脊椎動物的眼斑龍蝦有地磁地圖的感應能力。

科學家發現許多動物有磁埸感應的能力,例如蜜蜂、信鴿、海龜、彩虹鱒魚、鮭魚、蜺螈等。動物可以利用地磁場資訊來歸家或遷徙。而磁場感應大致分為兩種:簡單羅盤和地磁地圖。前者就是用來判辨東西南北用的,後者則利用地磁磁偏角和磁場強度在地球各地理區域的差異而精準定位以得知其位置。

研究動物磁場感應是個老題目,可是困難度頗高,所以迄今仍是動物最難解的感官之謎。許多動物也只有在活動時才表現出磁場感應之行為,使實驗設計頗具挑戰性。

十九世紀中葉物理學家開始瞭解磁埸的基本性質後,在1855年,Middendorff就提出候鳥也可能利用體內的電流誘發的磁埸來感應地磁場。然而後來有許多生物學家,包括達爾文都認為單就羅盤感是不足夠解釋壯觀的動物遷徙的,例如動物如何精準地找到牠們該到之處。後來阿爾及利亞的法裔動物學家Viguier在1882年提出地磁場並非只能指引羅盤,但提供了位置的訊息。他相信磁偏角和磁場強度足夠作為完整的地圖感。

七○年代許多利用候鳥和信鴿等做的實驗顯示牠們都有磁場感應能力的羅盤感,之後在軟體動物、昆蟲、魚類、兩生類、爬蟲類和哺乳動物中也發現磁場感應能力。七○年代中葉Richard Blakemore發現了含磁鐵的細菌後,科學家提出生物生成磁鐵可能被用來感應磁場的假說。隨後台灣清華大學生命科學系的李家維和徐錦源就在1994年發現蜜蜂體內的超順磁磁鐵,紐西蘭奧克蘭大學的Michael Walker等人在2000年利用磁力顯微鏡發現了彩虹鱒魚的磁鐵。

眼斑龍蝦(Panulirus argus)若非上了美國人餐桌,就是潛藏在墨西哥灣和加勒比海溫和的海域,進行季節性遷徙,最遠可達二百公里。美國北卡羅來納大學的Kenneth J. Lohmann等人在幾年前在海底利用磁線圈所作的實驗顯示龍蝦能在漆黑而無水流線索的海底利用磁場羅盤感走動。

Larry C. Boles和Kenneth J. Lohmann在Nature上發表的文章中的實驗顯示,當龍蝦放到被捕處12至37公里遠的地方,在運送過程中,牠們的視覺和嗅覺線索都被除去,然而在釋放後牠們總是是朝被捕的方向前進。就算在運送過程中利用磁鐵來干擾其地磁羅盤感,牠們還是不會迷路。因此龍蝦顯然是有地磁地圖感。

最後Bole和Lohmann在同一個地點利用改變磁偏角和磁埸強度來轉換地磁位置,結果龍蝦如預期的利用地磁地圖來判斷位置。之前發現有地磁地圖感的動物都是脊椎動物如鳥、海龜和蜺螈,這是首次發現無脊椎動物的地磁地圖感。

原學術論文:
L. C. Boles & K. J. Lohmann. True navigation and magnetic maps in spiny lobsters. Nature 421, 60 - 63 (2003); doi:10.1038/nature01226

--參考來源:
T. Alerstam. The lobster navigators. Nature 421, 27 - 28 (2003); doi:10.1038/421027a

上圖為故事主角眼斑龍,下圖為故事發生地點的磁偏角和磁場強度分佈。


本文原刊登於SciScape:
http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=941

台長: Gene Ng@UC Davis
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全站分類: 社會萬象(時事、政論、公益、八卦、社會、宗教、超自然)

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