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在地球形成之初，還是個(gè)溫度極高的熔巖球體，各種元素充斥著整個(gè)球體，隨著時(shí)間的推移，球體逐漸“冷靜”下來(lái)，鐵、鎳等較重的元素慢慢下沉到達(dá)地球中心，形成了今天的地核。

由于地核溫度極高，這里的金屬全部成為了液態(tài)，當(dāng)這些液態(tài)金屬移動(dòng)時(shí)，它們體內(nèi)的正負(fù)電荷運(yùn)轉(zhuǎn)速度會(huì)有差異，從而產(chǎn)生電流，進(jìn)而產(chǎn)生地球磁場(chǎng)。

正是有了地球磁場(chǎng)，我們才能免受太陽(yáng)風(fēng)“愛(ài)的吹拂”，同時(shí)地球磁場(chǎng)還影響著地球上各種生物，其中最重要的就是磁場(chǎng)提供的導(dǎo)航信息。

早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就出現(xiàn)了司南這種利用地球磁場(chǎng)進(jìn)行導(dǎo)航的儀器。

而對(duì)于其他生物特別是具有遷徙性的鳥(niǎo)類(lèi)，科學(xué)家也早已發(fā)現(xiàn)它們同樣是利用磁場(chǎng)來(lái)作為遷徙的導(dǎo)航。

但是新的問(wèn)題也隨之產(chǎn)生了：這些鳥(niǎo)類(lèi)是如何感應(yīng)到地球磁場(chǎng)來(lái)保持正確的飛行方向的呢？

要知道，地球表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度約為0.1~1毫高斯左右，是非常微弱的。

隨著研究的不斷深入，鳥(niǎo)類(lèi)的秘密被科學(xué)家“扒的干干凈凈”，其中關(guān)于鳥(niǎo)類(lèi)感應(yīng)磁場(chǎng)的重要角色也被找到，它就是隱色素，也被稱(chēng)為Cry蛋白，這是一類(lèi)對(duì)藍(lán)光敏感的黃素蛋白。

圖為Cry1蛋白

1880年，達(dá)爾文就記錄了藍(lán)光對(duì)于植物生長(zhǎng)高度有抑制作用，但是在之后的一百年中，科學(xué)家都沒(méi)有找到植物感受藍(lán)光的物質(zhì)。

直到1980年，研究人員才發(fā)現(xiàn)擬南芥植物中的HY4基因是植物感受藍(lán)光所必需的基因。

1993年，通過(guò)對(duì)該基因進(jìn)行測(cè)序，才發(fā)現(xiàn)這段基因中隱藏的藍(lán)光受體，正是Cry蛋白。

而在植物中發(fā)現(xiàn)后不久，科學(xué)家驚訝地發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)同樣存在著編碼Cry蛋白的基因；之后，在果蠅和小鼠實(shí)驗(yàn)中，也在這些動(dòng)物中相繼發(fā)現(xiàn)了隱色素基因。

這時(shí)人們才意識(shí)到，Cry蛋白是廣泛存在于真核生物體內(nèi)的一種光受體蛋白。鳥(niǎo)類(lèi)當(dāng)然也不例外。

在動(dòng)物體內(nèi)，Cry蛋白主要集中在神經(jīng)組織中，特別是與感光相關(guān)的組織中，比如視網(wǎng)膜就是Cry蛋白最活躍的組織之一，顯然，動(dòng)物體內(nèi)受光調(diào)控的生理活動(dòng)都有Cry蛋白的參與。

而鳥(niǎo)類(lèi)的遷徙與導(dǎo)航，其實(shí)在很早之前就發(fā)現(xiàn)它們也受到了光的影響。

因?yàn)轼B(niǎo)類(lèi)在白天飛行時(shí)具有很強(qiáng)的方向感，在夜晚卻很容易迷失方向，那么單純的依靠地磁感知理論就不能很好的解釋這種現(xiàn)象，因此有人提出來(lái)：Cry蛋白實(shí)際上也參與了鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)地球磁場(chǎng)的感應(yīng)。

當(dāng)鳥(niǎo)類(lèi)的眼睛被光照射后，Cry蛋白會(huì)形成一對(duì)具有自旋的自由基，而根據(jù)量子物理學(xué)中的“泡利不相容”原理，在同一軌道上的電子，它們的自旋方向總是相反的。

如果這種狀態(tài)受到外界的因素影響，那么其中一個(gè)電子就會(huì)被激發(fā)而“脫離”。

但是在Cry蛋白中，兩個(gè)成對(duì)的電子在被激發(fā)之后還能保持很長(zhǎng)一段時(shí)間的“絞纏”狀態(tài)，也就是說(shuō)，無(wú)論雙方離得有多遠(yuǎn)，一方的行為會(huì)影響另一方，這也是愛(ài)因斯坦所說(shuō)的“鬼魅般的超距作用”。

這樣一來(lái)，地球磁場(chǎng)就開(kāi)始了它的“表演”。

當(dāng)這對(duì)電子受到地球磁場(chǎng)的作用后，會(huì)改變它們的自旋狀態(tài)，但由于Cry蛋白可以保持長(zhǎng)時(shí)間的“絞纏”狀態(tài)，所以電子不會(huì)逃離，而是會(huì)重新回到基態(tài)軌道，然后繼續(xù)受到地球磁場(chǎng)的激發(fā)而改變自旋狀態(tài)....

這種不斷循環(huán)的相互作用讓鳥(niǎo)類(lèi)能夠持續(xù)的感受到地球磁場(chǎng)。

另外，在視網(wǎng)膜中不同位置上的CRY蛋白，所感受到的磁場(chǎng)也是不一樣的，這就會(huì)造成視網(wǎng)膜不同區(qū)域的Cry蛋白活性產(chǎn)生差異，從而影響到對(duì)光的感知。

不過(guò)這并非是壞事，因?yàn)檫@種感光差異可以讓鳥(niǎo)類(lèi)知道自身現(xiàn)在的朝向，所以從鳥(niǎo)兒的視角來(lái)看，它們的視野中不光包括了所看到的景象，還有明暗的差異來(lái)幫助它們辨明方向。

毫不夸張的說(shuō)，鳥(niǎo)類(lèi)可謂是真正的自帶導(dǎo)航出行。這對(duì)于路癡來(lái)說(shuō)，真真真是羨慕了。

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