海龟为什么会准确无误地回到家中?海龟产卵后会迁徙,可是几个月后它靠什么准确无误地返回自己的产卵处呢?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/19 00:02:26
海龟为什么会准确无误地回到家中?海龟产卵后会迁徙,可是几个月后它靠什么准确无误地返回自己的产卵处呢?
海龟为什么会准确无误地回到家中?
海龟产卵后会迁徙,可是几个月后它靠什么准确无误地返回自己的产卵处呢?
海龟为什么会准确无误地回到家中?海龟产卵后会迁徙,可是几个月后它靠什么准确无误地返回自己的产卵处呢?
这是生物磁现象.
鸽子回家和海龟回游
许多人都知道,家里养的鸽子可以从离家几十、几百甚至上千公里的地方飞回家里；燕子等候鸟每年都在春秋两季分别从南方飞回北京,又从北方飞到南方；一些海龟从栖息的海湾游出几百几千公里后又能回到原来的栖息处.它们是如何辨别方向的?尤其是在茫茫的海洋上.难道它们也像人类航海时一样使用指南针吗?大量的和长期的观察研究表明,这些生物从原居处远行后再回到原居处,的确是与地球磁场有关的,或者可能有关的.我们来看看一些观察研究的情况.
首先关于鸽子的观察研究.曾将两组鸽子分别绑上强磁性的永磁铁块和弱磁性的铜块,在远离鸽巢放飞后,绑有铜块的鸽子全部都飞回鸽巢,但大部分绑有永磁铁的鸽子却迷失方向而未返回鸽巢.这表明永磁铁的磁场干扰,使鸽子不能识别地球磁场.又曾将一组鸽子放置在鸽巢和与鸽巢的地球磁场相同的地磁共轭点(距鸽巢数千公里)之间的中点处,放飞后这些鸽子大约有一半飞回原来的鸽巢,其余的鸽子却飞到鸽巢的地球磁场共轭点处了.这表明鸽子是依靠地球磁场来识别鸽巢的.还有一些观察显示,鸽子在无线电台等强电磁场附近常会迷失方向.这表明强的电磁场会干扰鸽子识别地球磁场.是什么使鸽子能识别地球磁场呢?进一步观察研究发现鸽子头部含有少量的强磁性物质四氧化三铁(Fe3O4).我国古代的司南指南器就是利用天然磁铁矿石制造的,其主要成分也是Fe3O4.但是鸽子是否是利用其头部的Fe3O4导航(识别地球磁场方向)?又是如何利用Fe3O4导航的?这些都是需要进一步研究的问题.
其次关于海龟回游的观察研究.对出生在美国东南海岸的一种海龟游动进行的观察显示在图4中,幼海龟在大西洋中沿着顺时针路线出游,经过若干年后又能回到出生地产卵.这些海龟是依靠什么导航呢?有的观察研究者认为同地球磁场有关,并进行了这样的实验研究.在装有海水并加上人造磁场的大容器中,观测到磁场的确影响海龟的航行.当人造磁场反向时,海龟的游动也反向.这表明磁场是影响海龟的航行的.但是磁场影响海龟航行的程度和机制等都是需要进一步研究的.
磁性细菌的磁导航
在20世纪70年代,一位美国博士生在研究细菌时偶然观测到一种水生细菌总是朝北方和一定深度的水下游动.这一奇特现象引起了他和后来更多的研究者的关注.对这种后来称为磁性细菌或称向磁性细菌的大量的观测和研究取得了许多重要的结果.首先,分别在北半球的美国、南半球的新西兰和赤道附近的巴西对
这种磁性细菌的观测研究表明,这种磁性细菌在北半球是沿着地球磁场方向朝北和水下游动,而在南半球却是逆着地球磁场方向朝南和水下游动,但在赤道附近则既有朝北游动的,也有朝南游动的.其次,由细菌体分析研究表明,在这种长条形细菌体中,沿长条轴线排列着大约20颗细黑粒,如图5电子显微镜的放大像所示.这些细黑粒是直径约50纳米的强磁性Fe3O4.再其次,将这种细菌在不含铁的培养液中培养几代后,其后代体内便不再含有Fe3O4细粒,同时也不再具有沿地球磁场游动的向磁性了.总之,这些观察、实验和研究表明,磁性细菌所表现的沿地球磁场游动的特性是同细菌体内所含的强磁性Fe3O4(也可称为铁的铁氧体)分不开的.
如果进一步再问：为什么这些强磁性铁氧体颗粒的直径总是在50纳米左右,而不是更粗或者更细的颗粒?为什么这些磁性细菌在地球北半球和南半球的游动方向会分别向北和向南?目前的研究是这样说明的：这种强磁性铁氧体(Fe3O4)颗粒在50纳米附近正好形成单磁畴结构,可得到最佳的强磁性.如果颗粒太粗,会形成多磁畴结构,而如果颗粒太细,又会产生超顺磁性,都会使其强磁性减弱.这种磁性细菌在地球北半球和南半球的游动方向分别向北和向南,是因为这种磁性细菌是一种厌氧性细菌,这样沿地球磁场游动都正好离开海洋表面而游向少氧的海面下,而且在这样海面下也正是养料较为丰富的区域.不过这些解释是还需要进一步的观察、实验和研究的.