最新研究顯示，動(dòng)物利用地球磁場(chǎng)進(jìn)行導(dǎo)航的能力出現(xiàn)時(shí)間比之前認(rèn)為的要早得多?？茖W(xué)家在約9700萬年前的古老海底沉積物中發(fā)現(xiàn)了一類微觀磁性化石，這些化石可能構(gòu)成了一種原始卻高度精巧的“內(nèi)部導(dǎo)航系統(tǒng)”，為理解現(xiàn)代鳥類、魚類等動(dòng)物如何進(jìn)行遠(yuǎn)距離遷徙提供了關(guān)鍵線索。這些磁性化石體積極小，大概有細(xì)菌細(xì)胞那么大，呈現(xiàn)矛頭、紡錘、子彈或針狀等形態(tài)。這是迄今為止生物利用地磁進(jìn)行導(dǎo)航的最早直接證據(jù)。

來自英國(guó)劍橋大學(xué)與德國(guó)亥姆霍茲中心的研究團(tuán)隊(duì)通過最新技術(shù)對(duì)這些磁性化石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維成像，揭示了其獨(dú)特的磁學(xué)特征。結(jié)果顯示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常適合感知地球磁場(chǎng)的方向與強(qiáng)度，具備為生物提供精確空間定位信息的潛力。無論這些化石最初來自何種生物體內(nèi)，可以確定的是，這種生物可能具備相當(dāng)成熟的導(dǎo)航能力。研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)，具備這種導(dǎo)航系統(tǒng)的生物應(yīng)是一種數(shù)量龐大、具備明確遷徙行為并長(zhǎng)期生活在海洋中的動(dòng)物。劍橋大學(xué)地球科學(xué)系教授里奇·哈里森認(rèn)為，它們可能是一種遠(yuǎn)古鰻魚。鰻魚大約在1億年前出現(xiàn)，是最神秘的遷徙物種之一，能夠往返于淡水河流與數(shù)千公里外的海洋產(chǎn)卵地，并已被證實(shí)具備感知地球磁場(chǎng)的能力。

磁感應(yīng)能力是自然界中最神秘的感官之一。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，鳥類、魚類和昆蟲能夠依靠地球磁場(chǎng)完成跨越數(shù)千公里的遷徙，但其生理機(jī)制仍未被完全破解。有假說認(rèn)為，生物體內(nèi)存在微小磁鐵礦晶體，它們會(huì)像指南針一樣隨地磁場(chǎng)排列，為神經(jīng)系統(tǒng)提供方向信息。

自然界中，一些水生細(xì)菌已經(jīng)進(jìn)化出原始的磁感應(yīng)能力。它們體內(nèi)排列成鏈的納米級(jí)磁性顆粒幫助自身沿磁力線移動(dòng)，從而抵達(dá)更適宜生存的水層深度。但此次發(fā)現(xiàn)的磁性化石體積比細(xì)菌使用的磁性顆粒大出10至20倍，顯然并非簡(jiǎn)單放大版。通過對(duì)其內(nèi)部磁矩排列方式的分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這些化石內(nèi)部形成了一種穩(wěn)定而復(fù)雜的“渦旋式”磁結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Φ卮艔?qiáng)度的細(xì)微變化產(chǎn)生靈敏響應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)不僅可以感知地磁傾角從而判斷緯度，還能通過磁場(chǎng)強(qiáng)度變化提供經(jīng)度信息，理論上足以支持生物在廣闊海洋中的精準(zhǔn)定位。研究人員形象地比喻稱，這種磁性結(jié)構(gòu)很可能是“生物GPS”的核心組件。

新發(fā)現(xiàn)也為追溯磁感應(yīng)能力的進(jìn)化路徑提供了新線索?？茖W(xué)家認(rèn)為，磁性化石可能代表著生物從細(xì)菌的簡(jiǎn)單磁感應(yīng)向動(dòng)物體內(nèi)高度專業(yè)化導(dǎo)航系統(tǒng)演化的關(guān)鍵一步。