美國(guó)陸軍-空軍-海軍聯(lián)合項(xiàng)目的研究人員在遷徙的歐洲知更鳥(niǎo)的眼睛中發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì)，它可能是不使用 GPS 導(dǎo)航地球磁場(chǎng)的關(guān)鍵。

　　美國(guó)軍方資助的科學(xué)家已經(jīng)分離出一種存在于候鳥(niǎo)眼中的蛋白質(zhì)，它可以解釋我們的鳥(niǎo)類朋友如何在沒(méi)有地圖的情況下長(zhǎng)途跋涉 - 以及未來(lái)的士兵如何在沒(méi)有 GPS 的情況下使用這種能力進(jìn)行戰(zhàn)斗。

　　該研究處于早期階段，未來(lái)幾年不太可能掌握在士兵手中。但它最終可能會(huì)導(dǎo)致其他研究和軍事發(fā)展領(lǐng)域的直接應(yīng)用或不可預(yù)見(jiàn)的機(jī)會(huì)。

　　幾十年來(lái)，研究人員一直假設(shè)鳥(niǎo)類、魚(yú)類、海龜和昆蟲(chóng)可能如何利用地球磁場(chǎng)在全球范圍內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)距離導(dǎo)航。

　　以及根據(jù)陸軍發(fā)布的消息，來(lái)自美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室、全球海軍研究辦公室和空軍科學(xué)研究辦公室的聯(lián)合資助支持準(zhǔn)確地隔離導(dǎo)致這種情況發(fā)生的原因，最近英國(guó)牛津大學(xué)的研究人員在科學(xué)雜志《自然》上發(fā)表了一篇論文。

　　據(jù)新聞稿稱，通過(guò)分析遷徙的歐洲知更鳥(niǎo)，研究人員在鳥(niǎo)眼中分離出一種蛋白質(zhì)，然后對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，以了解這種蛋白質(zhì)可以幫助鳥(niǎo)類探測(cè)地球磁場(chǎng)并導(dǎo)航它們的遷徙。

　　美國(guó)《陸軍時(shí)報(bào)》采訪了陸軍研究實(shí)驗(yàn)室生物化學(xué)項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理 Stephanie McElhinny 博士，討論了這一發(fā)現(xiàn)及其影響。

　　在軍事背景下進(jìn)行生物化學(xué)研究的關(guān)鍵目標(biāo)和挑戰(zhàn)之一是從脆弱的活體中獲取生物材料——在這種情況下是蛋白質(zhì)，并進(jìn)入更強(qiáng)大的系統(tǒng)?；蛘咧辽伲芯咳藛T需要在尋找未來(lái)戰(zhàn)斗優(yōu)勢(shì)的士兵手中掌握這些材料的特性。

　　2021 年 4 月 15 日，在 Hohenfels 訓(xùn)練區(qū)的 Dragoon Ready 21 期間，一名分配到第 2 騎兵團(tuán)的士兵準(zhǔn)備手動(dòng)發(fā)射 AeroVironment RQ-11 Raven 無(wú)人機(jī)，以偵察敵方部隊(duì)。（Spc. Zachary Bouvier/陸軍） （Spc. Zachary Bouvier/聯(lián)合多國(guó)準(zhǔn)備中心）

　　“蛋白質(zhì)具有非常酷的功能，但如果我們可以將它們放在一個(gè)不需要保持濕潤(rùn)的陸軍系統(tǒng)中，它們會(huì)更酷，”麥克爾欣尼說(shuō)。

　　McElhinny 解釋說(shuō)，科學(xué)家們假設(shè)這種蛋白質(zhì)——隱花色素——在磁感應(yīng)中發(fā)揮了作用。隱花色素并非鳥(niǎo)類獨(dú)有。人類擁有相同的蛋白質(zhì)，它有助于調(diào)節(jié)我們的晝夜節(jié)律，或地球自轉(zhuǎn)的自然日光/黑暗模式。

　　節(jié)律是人類的生物鐘，而隱花色素有助于使該生物鐘與光周期保持同步。

　　McElhinny 說(shuō)，當(dāng)研究人員研究知更鳥(niǎo)時(shí)，他們不必從它的眼睛或任何可怕的東西中取出蛋白質(zhì)。

　　為了測(cè)試隱花色素蛋白質(zhì)，他們能夠合成編碼蛋白質(zhì)的 DNA，將其作為宿主在細(xì)菌內(nèi)部生長(zhǎng)，然后收獲它，就像敲開(kāi)堅(jiān)果殼來(lái)獲取肉一樣。

　　美國(guó)陸軍-空軍-海軍聯(lián)合項(xiàng)目的研究人員在遷徙的歐洲知更鳥(niǎo)的眼睛中發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì)，它可能是不使用 GPS 導(dǎo)航地球磁場(chǎng)的關(guān)鍵。（軍隊(duì)）

　　然后他們研究了蛋白質(zhì)的組成部分，即氨基酸鏈。在該鏈中連續(xù)有四個(gè)色氨酸氨基酸。

　　科學(xué)家們推測(cè)，這排色氨酸允許電子從一個(gè)“跳躍”到另一個(gè)，產(chǎn)生所謂的對(duì)磁敏感的自由基對(duì)。這為鳥(niǎo)類的大腦提供了一種可遵循的模式，在某種意義上使其與環(huán)境中的磁場(chǎng)同步。

　　為了測(cè)試這一點(diǎn)，他們合成了隱花色素的版本，其中四種色氨酸中的每一種都被獨(dú)立破壞，以查看該鏈?zhǔn)欠袢匀辉试S跳躍。而它沒(méi)有，這意味著四色氨酸鏈?zhǔn)窃试S“跳躍”的關(guān)鍵，他們認(rèn)為將鳥(niǎo)的眼睛和大腦與周圍的隱形磁場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)。

　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證，研究人員嘗試從雞和鴿子、非候鳥(niǎo)中分離隱花色素蛋白，它沒(méi)有用。這導(dǎo)致研究人員提出另一個(gè)假設(shè)——隱花色素蛋白的這種功能是遷徙動(dòng)物或至少候鳥(niǎo)獨(dú)有的。

　　美國(guó)陸軍-海軍-空軍資助的研究需要新的方法來(lái)測(cè)量鳥(niǎo)眼中的蛋白質(zhì)如何工作。在某些情況下，團(tuán)隊(duì)必須開(kāi)發(fā)自己的方法和設(shè)備設(shè)置。（軍隊(duì)）

　　“我們認(rèn)為這些結(jié)果非常重要，因?yàn)樗鼈兪状伪砻鱽?lái)自候鳥(niǎo)視覺(jué)器官的分子對(duì)磁場(chǎng)很敏感，”奧爾登堡大學(xué)生物與環(huán)境科學(xué)研究所的 Henrik Mouritsen 教授說(shuō)。

　　然而，盡管取得了成功和發(fā)現(xiàn)，Mouritsen 警告說(shuō)，這可能不是鳥(niǎo)類導(dǎo)航的最終答案。那是因?yàn)檫@項(xiàng)工作是在實(shí)驗(yàn)室中完成的，而不是在自然界中完成的。測(cè)試的磁場(chǎng)比在戶外發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)得多。

　　“因此，仍然需要證明這種情況正在鳥(niǎo)類眼中發(fā)生，”穆里森說(shuō)。

　　在這個(gè)層面上所做的工作被稱為“基礎(chǔ)研究”。從本質(zhì)上講，它在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中提出了基本問(wèn)題，這些問(wèn)題可以成熟或推進(jìn)到更多的實(shí)驗(yàn)室外應(yīng)用。

　　“如果我們能證明隱花色素 4 是磁性傳感器，我們將證明一種基本的量子機(jī)制，它使動(dòng)物對(duì)環(huán)境刺激的敏感度比以前認(rèn)為的弱一百萬(wàn)倍，”牛津大學(xué)化學(xué)教授 Peter Hore 說(shuō)。