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植物也有第六感


  近来有实验证实:植物对磁场有一种特别的敏感性,这是一种真正的第六感,此项发现向人们展现了一个不曾了解的科学领域。
  
  说起植物学家最喜欢的植物,那一定要算是拟南芥了。这种开小白花的十字花科植物,只需2个月就可以完成一个生命周期,因此非常适合用在各种实验中,帮助我们更加深入地了解植物科学。
  与其他植物学家一样,法国国家科研中心研究员玛格丽特也是利用这种不起眼的拟南芥来印证植物直觉的存在。什么是植物的直觉?简单说来,就是植物对磁场是否具有特别的敏感性,这可算是它们的第六感了,而此前科学家们已经证实植物具有视觉、触觉和一定意义上的味觉。
  玛格丽特开始在不同的生长条件下培养拟南芥。每一组植株对比实验中,只有一个实验条件是不同的,即生长环境中的磁场强度。实验进行3天后,结果开始不容忽视:拟南芥竟然因为磁场强度不同而产生了生长状态差异。实验显示:磁场最强状态10倍于地球磁场的条件下,胚芽的胚轴(根与叶之间的茎部)长度最短。
  
  生长受到抑制
  
  为什么会发生这样的情况呢?一般来说对于任何植物,落叶、萌芽、开花、结果,这些生长状态只取决于光照强度变化。可是通过这次实验的结果看来,影响植物生长的只可能是磁场强度的变化。科学家由此推断,磁场可能会增强植株接收到的光线信号,使茎部的生长较早受到抑制。
  植物学家玛格丽特早在1993年就已提出植物磁感知的可能性,她从那时便开始研究植物是如何感知光线的。“植物被置于蓝光或者红光下便开始生长,但并不是所有的植物都要求两者必须兼备:某些植物发芽需要红光,而另一些则需要蓝光,还有一些同时需要两种光照。”玛格丽特说道。那么植物到底只拥有一个光线受体呢,还是同时拥有两个?
  还在费城从事研究隐花色素机能的过程时,玛格丽特便开始研究“看不到”蓝光的植物以证实这项假设。她很快发现了特殊的蓝光受体,并命名为“隐花色素”。理论上,隐花色素的功能与其他光感受器相同,即感知光线并在光线的各种指标(质量、数量、方向)达到最优的时候终止植株胚轴的发育。于是,植物放弃竭尽全力的生长,而选择达到合适高度后专注于舒展枝叶进行光合作用,确保植物开花结果。
  随着进一步研究,玛格丽特发现刺激这种受体可产生一些趋于融合的中间复合物和自由电子,这些易融合的物质最终形成稳定的复合物质,但是,物质融合会因身处磁场中而被延迟。拟南芥也不可避免地会受到这样的生长干扰。
  那么玛格丽特的新近实验结果是什么呢?她证明在磁场干扰中隐花色素起到关键作用。因为实验用的拟南芥在两种不同光线条件下生长,只有在蓝光下的植株才会感应到磁场作用。她的另一项实验也表明,通过转基因使得拟南芥的隐花色素呈隐性,则磁场变化对拟南芥没有影响。
  
  影响动物迁徙
  
  隐花色素是否是拟南芥独有的物质呢?其他植物是否也有?那么在动物体内呢?如果答案是肯定的,它的作用是否也同样为磁感应器呢?问题的答案依然是迷雾重重。不过经过10来年的研究之后,还是掀开了神秘面纱的一角。人们开始发现昆虫类、两栖类以及哺乳类动物体内同样存在蓝光受体。
  譬如,在对候鸟的研究中,有两项发现可以证明其具有对磁场的感知能力:第一,候鸟的视网膜内有蓝光受体:第二,鸟类只有在特定的波长下即430-565纳米之间时,才能有正确的方向感……而这个波长区间的光正是蓝光。但是目前尚不能考证磁场感应的机制,因为还没有发现发生基因突变的鸟类,而在鸟类身上发现的5种标记不同隐花色素的基因在技术上还无法提取。
  法兰克福大学的沃尔夫冈教授2004年在《自然》杂志中刊登了一篇研究知更鸟隐花色素的论文,他指出了另一个现象。在知更鸟春季向北方迁徙时,如果置身人工磁场环境下,知更鸟的出发飞行的方向便会比平常混乱。由于出发时就迷失方向,与在正常的地球磁场环境下相比,知更鸟比平常多改变了三次方向。这个现象也是候鸟第六感的佐证。
  那么其他迁徙类动物又是怎样的情况呢?“海龟等大型迁徙动物使用的机制尚未确定。不过,与鸟类不同的是,海龟可以在黑夜中分辨方向,这意味着有不同机制的存在。”沃尔夫冈教授在文中阐述道。更与众不同的是,海龟还能利用洋流的流向导航。
  
  进化的选择
  
  进化过程中的优选分子,常常会被赋予更多的功能。隐花色素基因就是基于一种古老的酶——光裂合酶的基因逐渐演变而来的。光裂合酶的功能是修复被紫外线损伤的DNA。另外,光裂合酶和隐花色素是两种蓝光(紫外光或者近紫外光)活化物。在光裂合酶中,某种失去光受体修复功能的酶在进化过程逐渐被赋予了调节生物钟的功能……这是一种在昆虫与哺乳动物分化之前就存在的机能。当然在哺乳动物体内,隐花色素也不仅仅是生物节律的调节器。从简单植物拟南芥到某些候鸟,隐花色素又承载了光感受器的功能,而最终又增加了磁感应器的机能。
  白鼠也有相同的反应:如果失去隐花色素蛋白就会扰乱身体活动以及体温变化,而在正常情况下这些都是由生物钟调节的。人类的神经系统中也有隐花色素蛋白,它就是连接着下丘脑视上核的生物周期神经元。但是目前没有任何证据显示它能让我们对磁场变化有特别的感知。这方面的研究恐怕不会继续深入,但是对于我们身体中隐花色素蛋白机能的研究会帮助我们对此有更多了解。

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