生物磁铁矿与磁接收器VIP专享VIP免费

2015年5月第52卷第3期四川大学学报(自然科学版)JournalofSichuanUniversity(NaturalScienceEdition)Mav．2O15Vo1．52NO．3doi：103969／j．issn．0490—6756．2015．03．024生物磁铁矿与磁接收器钱霞，王明红，阮树仁，孙桂芳，盛淑芳(聊城大学物理科学与信息工程学院山东省光通信科学与技术重点实验室，聊城252059)摘要：很多生物的行为受到地磁场的影响，并利用地磁场作为长距离迁移和飞行的信息．研究者认为，这些生物体内存在磁接收器，是磁接收器接收到地磁信息并传递给神经组织．由于生物磁铁矿在生物体中的广泛存在，以生物磁铁矿为基础的磁接收器机制被提出．本文中主要综述了生物磁铁矿的物理特性、与神经组织的关系、以生物磁铁矿为基础的磁接收器模型以及某些实验验证结果．关键词：地磁场；磁接收器；生物磁铁矿中图分类号：Q64文献标识码：A文章编号：0490—6756(2015)03—0595—08Biomagnetiteandmagnet0receptOrinthelivingbodyQANXia，W_ANGMing—Hong，RU_ANShu—Ren，5UNGui—Fang，SHENGShu—Fang(SchoolofPhysicalScienceandInformationEngineering，LiaochengUniversity，KeyLaboratoryofOpticalCommunicationScienceandTechnologyofShandongProvince，Liaocheng252059，China)Abstract：Behaviorsofmanylivingbodiesareinfluencedbythegeomagneticfieldwhichisusedasthein—formationoflongdistancemovingandflying．Theinvestigatorsthinkthatmagnetoreceptorexistsintheselivingbodies，anditisthemagnetoreceptorthatinceptsthegeomagneticfieldinformationandtransfersittonervesystem．Becauseofthebiomagnetiteexistedabroadinlivingbodies，themagnetore—ceptormodelsbasedonthebiomagnetitearebroughtforward．Inthispaper，thephysicalcharacteristicofbiomagnetite，therelationshipbetweenbiomagnetiteandnerves，themagnetoreceptormodelsbasedonbiomagnetiteandmanyexperimentalresultsaresummarized．Keywords：Geomagneticfield；Magnetoreceptor；Biomagnetite1引家鸽在离家很远的地方被放飞后，能够自己找到回家的路；蜜蜂跳着摇摆舞，可以找到很远处的食物；候鸟和海龟，每年都要进行定向的巡游迁移．这些生物在迁移过程中，怎样判断自己的运动方向?迄今，这仍然是牵引着人们进行研究的课题．自然界存在着的光、磁等信息被认为是这些生物辨别方向、确定方位的重要的参考量，其中包括地磁场的各个参量L1]．虽然地磁场的产生及变化还是被研究的课题，但是地磁场的存在是不争的事实，地球本身是一个大磁体，两磁极位于它的自转轴两极附近，磁力线发自地球南磁极，绕过球体，会聚于地磁北极．地磁场可以由磁场方向、磁场强度和磁场倾角(某处的地磁场矢量与该处水平面之间的夹角)描述，从南极到北极，不同位置的地磁场具有不同的地磁参量J．收稿日期：2014—09-07基金项目：国家自然科学基金资助项目(11375081)作者简介：钱霞(1974～)，女，副教授，主要研究方向为生物磁学．E-mail：qianxia@lcu．edu．cn盲目第3期钱霞，等：生物磁铁矿与磁接收器597蜜蜂腹部侧面环绕腹部外皮的下面的滋养细胞的细胞质中存在直径大约为0．5±0．1／gn的超顺磁磁铁矿粒子，每个超顺磁颗粒外面包围着一层膜，沉积在小囊泡中，细胞骨架连接铁沉积小囊泡，分布在末梢神经系统中．磁铁矿粒子的易磁化方向位于晶体表面上．刚刚纯化出的超顺磁颗粒并没有聚集在一起，而是松散的堆积在一起，粒子之间保持着一定的短距离．在外加磁场的作用下，在低磁化状态下，磁铁矿粒子保持小的粒子，在较高的磁化状态下，磁铁矿粒子变成大一点的黑色粒子．经过一段时间，磁铁矿粒子沿着磁场的方向发生收缩，沿着垂直磁场方向发生扩张．并且，可能是由于铁沉积囊泡膜的相互抗拒作用，导致活的滋养细胞中的磁铁矿粒子尺寸的变化情况要小于死亡滋养细胞中的磁铁矿粒子的尺寸变化．施加外加磁场时，还可以引起钙离子Ga从滋养细胞中被释放L1．家鸽上喙皮肤组织中同样规则分布着链状排列的超顺磁磁铁矿颗粒，这些集中存在于皮下组织中的小磁铁矿晶体为尺寸在1到5nm的磁铁矿粒子聚集体．这...