生物地磁响应研究进展

地球上的生物每时每刻都受到地球磁场的影响.本文从介绍磁场及地球磁场入手,详细阐述了生物对地球磁场的磁响应现象.从候鸟到厌氧细菌,大量生物已被证实可对磁场产生生理和行为响应,即表现为磁场影响生物的生理发育,且提供地磁信息作为"罗盘"与"地图",指导动物远距离迁徙或短距离扩散等.关于生物磁响应的机制,目前有两种假说得到广泛认可,即磁颗粒介导的磁受体假说和依赖光并基于自由基对的磁响应假说,而近期由中国科学家提出的磁蛋白生物指南针模型更是引起了广泛关注,但至今尚缺乏生物活体验证.目前,全球变化背景下的地磁场变化面临加剧风险,而国际上(尤其是国内)对生物磁响应现象的研究才刚刚起步,相关研究亟待深入开展,以便为应对地磁场变化提供基于生物磁响应的科学依据.     

古地磁与生物绝灭

地磁磁铁是我们大家所熟悉的,俗名叫吸铁石。磁铁有正负两极,对含铁物质有吸力;这种吸力有一个范围,并且有一定的方向,科学上称为磁场。地球像一个大磁铁,存在着规模巨大的磁场。地磁极位置与地球南北极位置接近:一个是靠近地理北极的负磁极,一个是靠近地理南极的正磁极。在地球表面随便什么地方,一枚可以自由转动的磁针,在静止时,针的一端总是指向北极,另一端总是指向南极,这是由于受地磁场作用(同性磁极相斥,异性磁极相吸)的结果。我们的祖先很早就发现了这种规律,创造了指南针。劳动人民在实践中所发现的地磁场的特性和指     

磁与生物研究的创新之路

如果有人说,46亿年前地球上产生第一条生命体之时,磁就与生物结下了不解之缘,你不要以为这是美妙的神话故事。无数科学家辛勤劳动的汗水和智慧的结晶,为磁谱写着生命赞歌的奇特音符。近五十年来,磁、磁场、磁场能、电磁场能、地磁场能、太阳磁场能,与生命活动之间的能量转化和转移的研究正在逐步升温,大有领导世界科技大潮,成为二十一世纪最新尖端热点之趋势。各国所进行的实验研究就是最有力的证据。磁场与生物有人做过有趣的实验,发现放在磁场中的蕃茄成熟早。在寒冷的天气里,放在磁场下面青青的生蕃茄,尤其是放近南磁极的,就比远离磁铁的…     

磁场对蜜蜂行为影响的研究进展

地球内部存在着天然磁性现象,被称为地磁场。当今社会电子通讯发达,电磁波信号频繁,地球表面充满了电磁场。蜜蜂作为重要的授粉昆虫,其活动范围大部分都处于磁场环境中。目前研究者普遍认为蜜蜂能利用磁场进行导航,但环境中异常的磁场同样会影响蜜蜂的定位导航、飞行行为、采集活动和学习认知能力等。本文对前人的研究结果进行了综述,以期系统地了解磁场对蜜蜂行为特性的影响。     

粘虫飞行定向行为与不同磁场环境的关系

【目的】研究正常地磁场和近零磁场条件下饲养的粘虫Mythimna separata(Walker)夜间飞行定向行为与磁场的关系,为明确迁飞性昆虫远距离迁飞的地磁定向机制提供依据。【方法】分别在正常地磁场和近零磁场条件饲养粘虫,羽化后的粘虫蛾在人工模拟不同的磁场条件下进行夜间飞行定向行为测试,比较粘虫蛾飞行定向行为的差异。【结果】粘虫蛾在正常地磁场条件下均具有显著的群体共同定向行为,夏季测试的粘虫群体共同定向方向为偏北;在近零磁场以及垂直平面分量倒转的地磁场条件下,粘虫蛾群体共同定向行为均消失。同时,不同磁场的生长环境对粘虫飞行定向行为的影响不明显,而飞行测试时的磁场环境对其定向行为有显著影响。【结论】磁场可能是粘虫定向的重要参考依据之一,粘虫对地磁场磁倾角的变化有反应,推测其可能利用了磁倾角进行一定程度上的辅助定向。     

鸟类利用地磁场定向的机制(英文）

地磁场和生物体间的相互作用关系是一个很有趣的未解之迷。虽然对地磁场的生物学作用至今还知之不多,不过近来有关鸟类利用地磁场信息定向的研究取得了较大的进展。很多鸟类能够对地磁场和外加磁场信息做出反应,这些反应可能通过磁场−生物化学过程介导。对此,目前有两种被广为接受的解释,一种认为在鸟喙上方存在一个磁场信息感受器,另一种认为通过视觉成像系统感受磁场信息。另外,最近研究发现磁场信息的感知分析功能有明显的单侧优势特征。虽然目前有关鸟类利用磁场信息定向的研究取得了很多进展,但是要想解释并利用鸟类的磁场定向功能还有很多工作要做。本文结合最近的研究发现对这一有趣的问题进行了综述。     

鸟类利用地磁场定向的机制

地磁场和生物体问的相互作用关系是一个很有趣的未解之迷.虽然对地磁场的生物学作用至今还知之不多,为过近来有关鸟类利用地磁场信息定向的研究取得了较大的进展.很多鸟类能够对地磁场和外加磁场信息做出反应,这些反应可能通过磁场一生物化学过程介导.对此,目前有两种被广为接受的解释,一种认为在鸟喙上方存在一个磁场信息感受器,另一种认为通过视觉成像系统感受磁场信息.另外,最近研究发现磁场信息的感知分析功能有明显的单侧优势特征.虽然目前有关鸟类利用磁场信息定向的研究取得了很多进展,但是要想解释并利用鸟类的磁场定向功能还有很多工作要做.本文结合最近的研究发现对这一有趣的问题进行了综述.     

《生物磁学》杂志国内外公开发行创刊词

《生物磁学》杂志是国内唯一反映生物磁学的理论和实践的刊物。它的公开发行标志着我国生物磁学在世界科技之林中能够独树一帜的先进水平。生物磁学是涉及多种学科和新技术的边缘科学,不仅与医学有密切关系,而且与人类、动物、植物、地球、星际空间乃至整个自然界,无处不受到磁力的作用。在我们生活的地球上,不论在地面、高空和地下都存在地球的磁场,人类就是生活在磁的世界里。而《生物磁学》杂志就是研究及应用磁性物质和磁场与生物和生命活动的相互关系的边缘科学。     

亚磁环境孵化对雏鸡厌恶性条件化记忆的影响及相关的树突棘密度变化

地磁场是地球上生命活动环境的基本要素之一,而外太空中磁场强度接近于零,以往研究显示,地磁场消除（即亚磁场）对生物体结构和功能有多方面的负面影响,但对其作用机制了解仍然很少,本文使用厌恶性条件化学习任务,研究亚磁环境孵化对日龄雏鸡长时记忆的影响,分析雏鸡中枢记忆相关核团IMM和MSt中树突棘密度的变化,探讨亚磁场生物效应的神经基础,实验结果显示,在自然地磁环境中孵化的雏鸡,训练后4h保持显著的厌恶性条件化记忆,其后记忆随时间逐渐消退;而在亚磁环境中孵化的雏鸡,训练后4h已不具有对厌恶性刺激的记忆,对于正常雏鸡,厌恶性刺激导致两侧脑IMM和MSt中树突棘密度均显著升高,在保持记忆的样本中,树突棘密度升高幅度更大,并呈现左侧优势,对于亚磁雏鸡,树突棘密度升高幅度仅与不具有长时记忆的地磁雏鸡大致相当或略低,由此可见,中枢记忆相关核团中树突棘大幅增生是长时记忆的必要前提,地磁场消除可能抑制由厌恶性刺激引发的树突棘增生,从而造成雏鸡记忆功能受损。     

创刊词

《生物磁学》杂志是国内唯一反映生物磁学的理论和实践的刊物。它的公开发行标志着我国生物磁学在世界科技之林中能够独树一帜的先进水平。生物磁学是涉及多种学科和新技术的边缘科学,不仅与医学有密切关系,而且与人类、动物、植物、地球、星际空间乃至整个自然界,无处不受到磁力的作用。在我们生活的地球上,不论在地面、高空和地下都存在地球的磁场,人类就是生活在磁的世界里。而《生物磁学》杂志就是研究及应用磁性物质和磁场与生物和生命活动的相互关系的边缘科学。反映有关生物磁学、生物电磁学、生物物理学、生物化学、磁医学、传…     

化石,您好!

地球上各种生物的演变都是一个漫长而复杂的过程。地球上的生命是怎样起源的？现在地球上各种生物又是怎样来的？长久以来一直是人类所关注的问题。自古以来,对于地球上的各种生物的来源就存在着争论。特创论认为,现在地球上的所有生物都是由神创造出来的;进化论者认为...     

为什么喜马拉雅山上会有海洋生物化石

为什么喜马拉雅山上会出现海洋生物化石,恐怕很少有人知道这些现象同地球磁场或地球磁学有什么关系。海洋上测得的地磁场和海底岩石磁性为什么会强弱起伏,甚至海底岩石也随深度而改变方向呢?现代地球磁学的研究表明,地磁场是随时间和空间改变的。从地球内部喷出高温的岩浆在地面冷却时便受到地磁场的磁化作用而留下剩磁,岩石剩磁的方向便反映了它们冷却形成岩石时的地磁场方向,好像磁录音录像带一样记录下当时地磁场的情况。因此从陆地和海洋的岩石磁性的变化,便可了解不同地质时代、不同大陆和海洋的演变和分布情况,由此证实了大陆漂移、海…     

磁人类第四生命之源

现代科技研究表明,磁是人类继阳光、空气和水之后的第四生命之源。２０世纪６０年代科学家利用人造卫星探测发现,太阳上连续发射的高能粒子流把地球磁场压缩在一个固定的蛋壳形区域———“磁层”内。在磁层壳内,地球磁场捕获了大量来自太阳和星际空间的带电粒子,构成了两个“幅射带”,在背向太阳的一面,地球磁力线和“壳”中的其他带电粒子一起“流”向延伸到一、二百万公里以外的空间,从而保护了地球生物免遭宇宙高能粒子流的幅射杀伤。人类世世代代生活在地球这个大磁场生物圈内,既依赖天然磁场的恩赐和保护,又在长期的生命进化…     

动物地磁导航机制研究进展

地磁场是地球重要的物理场,它不仅能保护地球生物免受太阳风及其他宇宙射线的伤害,阻挡地球生命赖以生存的大气圈和水圈被剥蚀,为地球生物提供一个温和的生存进化环境,而且其强度、偏角和倾角能为动物迁徙提供定位导航参考。目前,行为学研究已经发现许多鸟类、爬行类、两栖类、哺乳类等动物都能够利用地磁场导航。动物感知地磁场的磁感受器(magnetoreceptor)、磁信息的感知机制和信号传递通路一直是动物地磁导航研究的焦点和难点,但目前对它们的了解并不十分清楚。基于国内外学者最近的研究成果,本文首先介绍三种主要的磁感知机制及其相应的证据:电磁感应、基于光受体的磁感知及基于磁铁矿纳米颗粒的磁感知。其次,总结鸟类基于光受体和磁铁矿纳米颗粒的磁感知神经通路和相应的磁信息响应脑区:(1)眼睛视网膜上光依赖的磁感受器——隐花色素通过视觉通路与大脑联系获取准确方向信息;(2)上喙或内耳中的磁铁矿纳米颗粒磁感受器,通过三叉神经或内耳听壶传入神经将感知的磁场强度信息传至脑干前庭区域,获得"导航图"信息。最后,简要总结近年来哺乳动物地磁导航的研究进展,并指出动物地磁导航研究当前亟待解决的几个重要科学问题。     

我们生活在磁的世界里——“阿波罗”登月如何研究月球磁场宇宙磁现象的研究和应用(连载之三)

长期的科学研究指出,地球上生命现象的出现及各种生物和人类的进化与生存都是离不开太阳的。实际上太阳也是人类观测研究最早和最多的天体。从磁的方面看,太阳表面的各种现象和活动都同太阳的磁场有关,因此把太阳表面的活动称为太阳磁活动。从对太阳的长期观测研究已经知道：太阳表面普遍存在着跟地球磁场强度相近的约万分之一特的磁通密度;太阳黑子存在更强的磁场,约为太阳表面磁场的几百倍到几千倍,正是由于太阳黑子的强磁场作用才使其温度降低,因而亮度变暗,成为黑子。太阳的一些强烈磁活动还对太阳系空间和包括地球在内的太阳系…     

螃蟹为何横行?

古地磁学家对岩石中“剩余”的磁性进行了研究,发现磁场不但改变方向,而且经常倒转。地磁场倒转,往往会影响动物的习性。与所有头足类堂兄弟不同,大王乌贼是“向前走”,并不是屁股朝前游动。然而,一旦改变水族馆的磁场方向,也可使它向前或向后游动。显然,这种动物过去游动的方法,同其它头足类动物是一样的。但到了70万年前,地磁场倒转,变换了位置,大王乌贼不知如何是好,也随着改变了游动方法。螃蟹对地磁场也很敏感,因为在它们的     

亚磁场引起小鼠昼夜节律改变和热痛觉敏感增加（英文）

地外空间的亚磁场环境是影响宇航员健康的一种潜在风险因素.动物和人体实验表明,亚磁场显著影响个体行为和神经系统功能.但是,目前尚缺乏亚磁场对动物行为和生理等多方面影响的系统检测数据.本文构建了一个适用于动物饲养的亚磁场环境(500 n T),并系统检测了30天亚磁场处理对成年雄鼠(C57BL/6,4~6周龄,(20±2)g)的昼夜周期、痛觉、情绪及激素水平的影响.实验结果表明,对比地磁场中饲喂对照组,亚磁场中小鼠的昼夜饮水节律改变、热敏痛觉耐受能力和整体活动水平降低,但是没有发生焦虑或抑郁情绪.亚磁场处理后,小鼠血清去甲肾上腺素水平显著下降.这些结果说明一个月连续亚磁场处理扰乱动物的昼夜活动节律和内分泌,随后可能导致其感知觉能力的变化和运动机能的下降.     

亚磁场引起小鼠昼夜节律改变和热痛觉敏感增加

地外空间的亚磁场环境是影响宇航员健康的一种潜在风险因素．动物和人体实验表明,亚磁场显著影响个体行为和神经系统功能．但是,目前尚缺乏亚磁场对动物行为和生理等多方面影响的系统检测数据．本文构建了一个适用于动物饲养的亚磁场环境(< 500 nT),并系统检测了30天亚磁场处理对成年雄鼠(C57BL/6,4～6周龄,(20 ± 2) g)的昼夜周期、痛觉、情绪及激素水平的影响．实验结果表明,对比地磁场中饲喂对照组,亚磁场中小鼠的昼夜饮水节律改变、热敏痛觉耐受能力和整体活动水平降低,但是没有发生焦虑或抑郁情绪．亚磁场处理后,小鼠血清去甲肾上腺素水平显著下降． 这些结果说明一个月连续亚磁场处理扰乱动物的昼夜活动节律和内分泌,随后可能导致其感知觉能力的变化和运动机能的下降．     

生物磁学在鸟类定向研究中的进展

地球上广泛存在的地磁场能够为导航提供可靠的信息,因此很多鸟类在迁徙和归巢过程中都使用地磁信息来保证航行方向的正确,在迁徙的鸟类中已经发现有18种是利用地磁罗盘进行定向和导航的。本文从鸟类使用的磁罗盘、航行地图以及磁感应机制等几方面阐述了目前在鸟类生物磁学方面的研究进展。     

磁场对恶性肿瘤生长的抑制作用

宿主和恶性肿瘤之间的相互作用和生物电磁现象有关。磁场影响肿瘤生长的报道较多,由于磁场的生物效应及其机制都很复杂,进一步研究工作是需要的,我们观测到一定参数的脉冲梯度磁场在不同生物层次上抑制鼠恶性肿瘤生长,磁场诱发癌细胞凋亡和阻塞供应肿瘤的新生血管,由于脉冲梯度磁场抑制癌生长,所以它能成为一种辅助治疗癌症的新方法。