長途遷徙也不會迷路:鳥類「看」得見地球的磁場嗎?

一分鐘科學
Sep 3, 2018 · 3 min read

磁感能力讓鳥類可以透過偵測地球的磁場分布,來定位自己的位置。

鳥類具有絕佳的方向感,即便長距離的遷徙也不會迷路。對於為什麼鳥類能有如此的能力,科學家有了進一步的發現:原來鳥能夠具有長距離移動也不會迷失方向的能力,並非因為其身上帶有羅盤或指南針,也不是甚麼神祕第六感,而是牠們眼睛裡有一種特殊的蛋白質,能夠讓牠們「看見」地球的磁場。

這項發現來自兩組研究團隊的論文,刊登在《Journal of the Royal Society Interface》和《Current Biology》兩本期刊上。兩篇研究分別以斑胸草雀(zebra finches)與俗稱知更鳥的歐亞鴝(European robins)進行實驗。

這種能讓鳥類感應到地球磁場的蛋白質名為Cry4,屬於隱花色素(cryptochromes)蛋白質的一種,是一種對藍光特別敏感的光接受器。在過去的研究中,隱花色素蛋白質被發現和鳥的磁感(magnetoreception)能力有關──磁感能力讓鳥類可以透過偵測地球的磁場分布,來定位自己的位置;而這樣的磁感能力,似乎只有在特定波長的光源(目前相信是藍光)存在的情況下才能發揮作用。

作者是如何推定Cry4能幫助鳥類感知地球磁場呢?來看看兩篇研究裡幾個有利的證據:

1、在不同的隱花色素蛋白中,Cry1和Cry2的表現量每天會隨時間早晚出現節律變化,而Cry4則是在一日當中維持固定的表現量。小鳥的磁感能力應該要是白天晚上都可以維持作用的。

2、Cry4 蛋白質會聚集在眼睛視網膜中接收大量光線的位置,這也和過去研究中「鳥類的磁感能力依賴特定波長光源」的發現很符合。

3、當遷徙季節到來,歐亞鴝體內的Cry4 蛋白質表現量會出現上升。

當然對於Cry4 蛋白質和鳥類磁感能力彼此關聯更直接的證據,還需要更多的研究。然而對於這種翱翔天際的美麗動物,我們總算又了解了一些。

看相觀新聞報導:Birds Can See Earth’s Magnetic Fields, And Now We Know How That’s Possible《Science Alert》

相關論文連結:Expression patterns of cryptochrome genes in avian retina suggest involvement of Cry4 in light-dependent magnetoreception《Journal of the Royal Society Interface》

Double-Cone Localization and Seasonal Expression Pattern Suggest a Role in Magnetoreception for European Robin Cryptochrome 4《Current Biology》

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