科学家怀疑量子效应是动物执行地磁导航能力的背后。地球磁导航被认为是基于光的。
科学家怀疑量子效应是动物执行地磁导航能力的背后。地球磁导航被认为是基于光的。
在这一点上，我们知道有些物种可以使用地球的磁场导航。鸟类在长途迁移中使用这种能力，这种物种的清单不断越来越长，现在包括痣老鼠，乌龟，龙虾甚至狗。但是，确切的做法仍然不清楚。
科学家首次观察到磁性的变化促使细胞中的生物力学反应。而且，如果这还不够酷，那么参与研究的细胞是人类细胞，对我们自己可能需要使用地球磁场所需的一切贷款支持。
该研究发表在PNAS中。
研究人员Jonathan Woodward和Noboru Ikeya在他们的LabCredit中：©Xu Tao，CC BY-SA
东京大学科学家观察到的现象与Max Planck Institute的Klaus Schulten在1975年提出的理论的预测相匹配。舒尔登提出了这种机制，即使是一个非常弱的磁场（例如我们的星球）也会影响其细胞中的化学反应，从而使鸟类能够感知磁性线并像它们一样导航。
舒尔登的想法与激进对有关。自由基是至少一个未配对电子的原子或分子。当两个属于不同分子的这样的电子纠缠时，它们会形成一对。由于电子之间没有物理联系，因此它们短暂的关系属于量子力学领域。
简短的是它们的关联，它足够长，可以影响他们的分子的化学反应。纠缠的电子可以彼此完全同步，也可以彼此完全相反。在前一种情况下，化学反应很慢。在后一种情况下，它们更快。Hela细胞（左），显示由蓝光（中心）引起的荧光，荧光（右）的特写（右）信用：©ikeya和Woodward，CC By，最初发表在PNAS DOI中：10.1073/ PNAS.2018043118
先前的研究表明，某些动物细胞含有隐核，对磁场敏感的蛋白质。这些称为“黄素”的子集，当暴露于蓝光时，它们会发光或自动荧光。研究人员与人类HeLa细胞（人宫颈癌细胞）合作，因为它们富含黄素。这使他们引起了特别的兴趣，因为看来地磁导航是光敏的。
当用蓝光击中时，黄素要么发光或产生自由基对 – 发生的是平衡动作，在该动作中，对旋转的旋转速度慢，分子越少，没有占用量且可用于荧光。
对于实验，将HeLa细胞用蓝光照射约40秒，从而导致它们荧光。研究人员的期望是这种荧光灯导致了自由基对产生。
由于磁性会影响电子的自旋，因此科学家每四秒钟就扫过了一个磁铁。他们观察到，每次这样做时，他们的荧光都会降低约3.5 percen，如本文开头所示。
他们的解释是，磁铁的存在导致自由基对中的电子对齐，从而减慢了细胞中的化学反应，从而使荧光产生的分子较少。抑制黄素荧光能力的成对。
东京大学的乔纳森·伍德沃德（Jonathan Woodward）与博士生Noboru Ikeya一起撰写了这项研究，他解释了实验令人兴奋的事情：
“这项研究的欢乐之处在于，看到两个单个电子的旋转之间的关系对生物学产生了重大影响。”
他指出：“我们没有修改或添加任何东西。我们认为我们有非常有力的证据表明，我们已经观察到纯粹的量子机械过程影响了细胞水平的化学活性。”
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