陳根:揭示動物「第六感」,活細胞的磁反應

文/陳根

對於人類來說，第六感被認為是一種「超感官知覺」，又稱「心覺」，是能透過正常感官之外的管道接收訊息，預知將要發生的事情，與當事人之前的經驗累積所得的推斷無關。有趣的事，動物身上也有這樣的「第六感」，不同的是，動物的「第六感」是一種磁感，即探測磁場的能力。

眾所周知，許多動物都能通過感知地球磁場來導航，包括鳥類、蝙蝠、鰻魚、鯨魚，根據一些研究，甚至可能還有人類。生物學家甚至觀察到如何通過遺傳幹擾果蠅和蟑螂中的隱花色素，可以消除昆蟲根據地磁線索導航的能力。其他研究表明，鳥類和其他動物的地磁導航對光敏感。

然而，脊椎動物的確切機制卻仍不太清楚。一種假設認為，這是動物和磁場感應細菌之間共生關係的結果。事實上，自20世紀70年代以來，研究人員一直懷疑，由於磁鐵可以吸引和排斥電子，地球的磁場（也稱為地磁場）可能通過影響化學反應來影響動物的行為。

當一些分子被光激發時，一個電子可以從一個分子跳到另一個分子，並產生兩個具有單電子的分子，稱為自由基對。單電子可以以兩種不同自旋狀態之一存在。如果兩個自由基具有相同的電子自旋，則它們隨後的化學反應緩慢，而具有相反電子自旋的自由基對可以更快地反應。磁場可以影響電子自旋態，從而直接影響涉及自由基對的化學反應。

其中，在具有磁感應能力的動物活細胞中，被稱為隱光色素(cryptochromes)體的蛋白質被認為是進行這種激進對機制的分子。而現在，東京大學的研究人員首次觀察到了隱光色素對磁場的反應。

該團隊使用HeLa細胞進行研究，HeLa細胞是實驗室培育的人類宮頸癌細胞系，經常被用於此類實驗。他們專注於細胞的黃素分子，這是一種隱色子的亞單位，在藍光下會產生螢光。

研究人員用藍光照射細胞，使其產生螢光，然後每隔四秒在它們身上掃過一個磁場。而每次掃過它們時，細胞的螢光都會下降約3.5%。

研究小組表示，這種變暗是自由基對機制發揮作用的證據。基本上，當黃素分子被光激發時，它們要麼產生自由基對，要麼發出螢光。磁場影響更多的自由基對具有相同的電子自旋狀態，減緩它們的化學反應，並使整體螢光變暗。

可以說，這項工作提供了磁場對溶液中測量的化學反應的影響與活細胞中發生的化學反應之間的直接聯繫，也解開了動物的「第六感」之謎。

其研究結果已發表在《美國國家科學院院刊》雜誌上。