为何动物能利用磁场来导航？科学家揭开谜题，原来是细菌在帮它们

　　许多海洋生物，例如：海龟、鲨鱼、鲑鱼，它们利用地球磁场至它们想要抵达的区域，甚至会跨越数千公里。

　　地球表面71%是水，现在你想象自己是一条鲨鱼、一只乌龟或者其他水栖生物，在广阔的海洋中畅游，你是如何横跨数千公里在地球巨大水池中航行的呢？毕竟没有任何路标或者地图对这些生物进行提示，事实上，它们是在地球磁场相协调的体内指南针的帮助下找到路线。

在 2017 年发表的一项研究中， Fitak 团队的成员就提出，通过某种互惠关系，这些微小的磁性微生物可能是大型动物磁接收的基础。
不过，正如研究人员承认的那样，他们的假设当时受到了诸多批评。
其中最主要的问题是缺乏这种共生关系存在的经验证据，以及共生趋磁细菌广泛存在程度，宿主如何与这些磁性细菌交流的证据研究。
而在这项最新的研究报告中，研究人员试图解决这些问题，并提出新的证据来支持他们的观点。
最重要的是，他们指出在去年的一项研究中，发现了趋磁细菌和微小的海洋原生生物之间互惠共生关系的关键证据。
正是由于这些海洋生物身上微小的磁性乘客，它们能够在水生环境中以不同的方式航行。
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研究人员称，这是支持他们假设的 “第一个结论性实验证据”，而他们的最新发现也加强了他们的这一论据。
此外，通过筛选微生物的遗传信息数据库，研究小组还发现，曾经被认为是罕见的趋磁细菌，实际上在动物的微生物群中比我们意识到的要常见得多，只是它们的存在一直被忽视到现在。
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“趋磁细菌并不是自然界的奇闻轶事，事实上，趋磁细菌在水生和厌氧环境中普遍存在，并在全球分布，” 作者在他们的论文中解释道。
不过，研究人员也表示，目前并没有任何证据能够直接证实，生活在动物体内的微小的、携带磁性的微生物就是赋予它们的宿主通过磁场导航的惊人能力的原因。但随着越来越深入的研究，这个论点就越引人注目。

不过，研究人员也表示，目前并没有任何证据能够直接证实，生活在动物体内的微小的、携带磁性的微生物就是赋予它们的宿主通过磁场导航的惊人能力的原因。但随着越来越深入的研究，这个论点就越引人注目。
研究人员之一、以色列泰尔海学院的进化生物学家 Yoni Vortman 对外表示，“共生磁感应假说仍然是一种假说。我们现在正在对几种鸟类进行实验，测试抗生素（清除体内的微生物）是否会影响它们的磁感。”
“我们认为（这一发现）在生命进化树中是想通的，即从单细胞生物，到扁形虫，再到鸟类和爬行动物。”

　　地球磁场

　　地核能产生磁场，在地核内部，放射性衰变和化学反应产生巨大的热量，同时形成一个强大的磁场。此外，在磁场存在的情况下，地核中的铁也会产生自己的电流，这种电流能产生磁场，形成一个无止境的循环。

　　就像其他磁铁一样，地球磁场有两个极：南极指向地球地理北极，北极指向地理南极。多年以来，科学家们一直在思考海洋生物是如何知道去哪里，以及如何继续它们的旅程，例如：沙滩上刚孵化的海龟从来未进入海洋，尽管如此，它们却知道如何到达繁殖地和交配区域，在那里它们可以找到自己的同伴，研究表明，海龟利用地球磁场进行导航。

地球的磁场示意图

　　磁受效应

　　1957年，德国法兰克福动物研究所研究员汉斯·弗洛姆注意到，他放在办公室鸟笼中的知更鸟变得焦躁不安，不停地向笼子西南方向撞击，这种行为持续到知更鸟的迁徙季节，众所周知，知更鸟会向西南方向迁徙到西班牙过冬。

　　令人着迷的是，这些关在笼子中的鸟儿从未进入野生环境，它们既没有看到其他自由飞行的知更鸟向西南方向飞行，也没有使用其他导航工具，例如：太阳或者其他恒星，那么，是什么引导它们脱离困境？弗洛姆认为，这可能是地球磁场。

　　目前科学家发现了鸟类利用地球磁场进行导航的确凿证据，那么如果海洋生物也这样做呢？

　　像海龟一样，鲑鱼、鲸和鲨鱼等海洋生物大脑中也有类似内置指南针的组织，它们可以感知地球磁场并利用它进行导航，它们的工作原理就像我们使用的罗盘，依据地球磁场指向北方。

　　动物的这种特殊能力被称为“磁受效应”，它与身体内置指南针机制结合在一起，通过指向地球磁北来告诉动物哪里是南方向。

　　导航问题

　　令科学家感到困惑的一个观察结果是，地球磁场正在“失灵”，地核内的熔融铁正以不同方向旋转，导致地磁两极翻转，基本上是南北磁极逆转。人们不必为此担忧，这很正常，每隔几百年或者几千年就会发生一次，但此次发生的周期更短暂，我们不知道具体什么时候会发生。

　　最重要的是，由于日冕物质抛射影响（太阳等离子体爆发产生磁场活动），地球磁场强度正在逐渐减弱。磁场的这些不稳定变化会破坏所有动物的导航能力，它们的方向感可能会被打乱，它们可能会更难找出正确的迁徙路径。

　　这可能是鲸鱼越来越迷路，并最终搁浅海滩的原因之一吗？

　　结论

　　生物学家仍在试图弄清楚动物如何能理解这些磁场信息，但我们所知道的是，许多海洋生物从出生时就能读懂磁场信息，而且不需要任何方式就能传授给后代。

　　与此同时，科学家也在试图弄清楚为什么地球磁场如此怪异，动物的导航能力不仅会稍微差一些，我们人类也一样！人造卫星会受到地球磁场的干扰，这将影响我们的船只、飞机，以及我们智能手机中的任何导航地图程序。可以肯定的是，我们都高度依赖地球拥有一个稳定的磁场。

参考资料：
https://www.sciencealert.com/animals-may-sense-magnetic-fields-due-to-something-living-inside-them-scientists-say