生物的神秘「電嗡嗡聲」可能起源於原始的閃電

2020-11-25 cnBeta

北京時間8月11日消息，據國外媒體報導，大多數動物，包括我們自己，都具有一種神秘的「電嗡嗡聲」（electrical hum）。沒有人知道它來自哪裡，以及為什麼會存在。現在，新的研究表明，這種電嗡嗡聲可能來自原始的閃電。

在大多數脊椎動物和無脊椎動物中，都存在著一種恆定的本底細胞電活動，通常「迴蕩」在神經系統中，頻率範圍為5到45赫茲——遠低於人類所能聽到的聲波範圍。近日一項新研究指出，這種極低頻（ELF）的嗡嗡聲與大氣中雷電活動引起的自然振動重合。

「大約20年前，我們開始發現許多生物系統，從最簡單的生物（如海洋中的浮遊動物）到我們人類的大腦，都具有頻率範圍與全球雷電活動完全相同的電活動，」研究的第一作者、以色列特拉維夫大學波特環境與地球科學學院的科林·普萊斯（Colin Price）說，「我們認為，在演化的時間尺度上，在數十億年的時間裡，各種生命形式可能利用了大自然賦予它們的某些東西，並以某種方式與這些頻率同步，或者適應了這些頻率。」

在世界範圍內，每秒鐘有50到100次閃電擊中地面。自20世紀60年代以來，人們就知道這些雷擊會產生極低頻的電磁波，並在地球大氣層周圍產生共振。這種地表與電離層之間的全球性電磁共振被稱為「舒曼共振」（Schumann resonances），這種極低頻電磁波即「舒曼波」。自地球有大氣層以來，舒曼波就已經存在，環繞地球的歷史達幾十億年。儘管最強烈的共振頻率接近8赫茲，但也有一些頻率在3到60赫茲之間。如今，我們可以在地球上任何地方測量到舒曼共振，比如遠離電網的沙漠。

在這項新研究中，科學家提出，原始細胞可能以某種方式使其電活動與這些天然的大氣共振同步，特別是接近8赫茲的共振峰值。這樣的同步並不罕見。我們的晝夜節律就與晝夜和季節變化同步；許多物種也能依靠地球磁場導航。

今天，並不是所有的生命都以舒曼共振的方式「振動」。研究人員認為，儘管早期生命在8赫茲左右是同步的，但隨著動物演化，細胞活動會慢慢轉移到其他頻率，不同的頻率用於不同類型的大腦活動。例如，人類腦電波的特定頻率與特定的精神狀態有關，包括警覺性、做夢和深度睡眠等。舒曼共振最接近於人類深度放鬆狀態時的頻率，這表明原始生命可能也曾處於類似的狀態。

儘管這項研究有可能促進醫療應用的開發，但從本質而言，這種共振對人體有害的可能性很小。舒曼波是一種自然狀態，而我們經常被這種波包圍。

「我們生活在這些電磁場當中，已經適應了它們，與它們一起演化，它們可能也已經影響了我們的演化，」普萊斯說，「但我不認為這些場現在會直接影響我們。否則，每當附近有雷雨時，我們可能就會摔倒或者怎麼樣。」

研究人員尚未確定閃電的共振和生物電活動是如何同步的。有一種觀點認為，雷擊可能影響了細胞內鈣離子的轉移，而這正是動物體內大部分電活動產生的原因。

然而，並非所有科學家都贊同這項研究提出的新理論。美國伊利諾伊大學芝加哥分校的林治義（James Lin）教授是生物電磁輻射領域的著名專家，並沒有參與這項新研究，他表示：「公平地說，這個觀點只是推測。」他舉例稱，一些電信號，比如控制心率的電信號，與體重的關係比舒曼共振更為密切。

研究人員仍在研究生物體內這種「電嗡嗡聲」的可能機制，並希望將工作擴展到植物學領域，尋找這些大氣中的電磁共振對光合作用的可能影響。「越來越多的證據表明，天然大氣中的電磁頻率與生物有機體之間確實存在聯繫，」普萊斯說，「但我們並不了解這種聯繫究竟是什麼，是如何運作的。因此，這只是一個開始。我們只是將這個觀點發表出來，希望其他人能進一步推進。」（任天）

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