美國媒體報道說科學(xué)家挖出了9700萬年前的磁性化石，這玩意兒可能就是遠(yuǎn)古動物用的導(dǎo)航工具，像個內(nèi)置GPS。

想想鳥類、魚類，現(xiàn)在還能靠地球磁場飛幾千公里遷徙，原來這本事不是最近才有的，早在一億年前就出現(xiàn)了。這不光是科普小知識，還能幫我們搞清楚生物進(jìn)化怎么一步步適應(yīng)環(huán)境的。

古老沉積物里的意外收獲

這項發(fā)現(xiàn)來自于海底沉積物樣本，這些東西埋在北大西洋下面，年代追溯到白堊紀(jì)晚期，大約9700萬年前。

以前大家以為動物用磁場導(dǎo)航是比較晚的事，但這個證據(jù)把時間線往前推了不少。這是生物用地球磁場定位的最早直接證明，以前只有間接線索，現(xiàn)在實打?qū)嵉挠谢瘮[在那兒。

英國劍橋大學(xué)和德國亥姆霍茲中心的科學(xué)家們合作，用三維成像技術(shù)仔細(xì)檢查了這些顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示，這些磁性化石的磁學(xué)特性特別適合感知地球磁場的方向和強(qiáng)度。

簡單說，它們能像個小指南針一樣，幫生物判斷方位。團(tuán)隊負(fù)責(zé)人里奇·哈里森教授指出，不管這些顆粒原來屬于什么動物，那種生物肯定有不錯的導(dǎo)航技能。推測下來，這種動物應(yīng)該是海洋里數(shù)量多、愛遷徙的類型，比如遠(yuǎn)古鰻魚。鰻魚在一億年前就出現(xiàn)了，它們能從淡水河游到幾千公里外的海洋產(chǎn)卵地，現(xiàn)在的鰻魚也被證實能感地球磁場，所以這個猜測挺靠譜的。

自然界里磁感應(yīng)是個神秘的東西，很多現(xiàn)代動物靠它遷徙，但機(jī)制還沒完全搞懂。有的假設(shè)說生物體內(nèi)有磁鐵礦晶體，能隨磁場排列，給神經(jīng)系統(tǒng)提供方向信號。水生細(xì)菌早就進(jìn)化出這種能力，它們的磁性顆粒成鏈狀，幫助它們沿磁力線游到合適的水層。

但這次的化石顆粒比細(xì)菌的那些大10到20倍，不是簡單放大版。分析內(nèi)部磁矩排列，發(fā)現(xiàn)是種穩(wěn)定的渦旋式結(jié)構(gòu)，對磁場強(qiáng)度小變化很敏感。這結(jié)構(gòu)能感知地磁傾角來算緯度，還能通過強(qiáng)度變提供經(jīng)度信息，基本上夠在海洋里精準(zhǔn)定位了。研究者們比喻這是生物GPS的核心零件，挺形象的。

從細(xì)菌到動物的磁感進(jìn)化橋

這個發(fā)現(xiàn)不光是找到老古董，還為磁感應(yīng)能力的進(jìn)化路徑添了新證據(jù)。科學(xué)家覺得，這些磁性化石可能是從細(xì)菌簡單磁感應(yīng)到動物專業(yè)導(dǎo)航系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。

細(xì)菌的磁顆粒主要是幫自己找舒適環(huán)境，但動物需要遠(yuǎn)距離遷徙，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜化了。渦旋模式就是優(yōu)化結(jié)果，能處理更多磁場數(shù)據(jù)。

想想看，一億年前的海洋生物就用這種內(nèi)置系統(tǒng)游來游去，避免迷路?，F(xiàn)代鳥類、魚類和昆蟲遷徙幾千公里，靠的就是類似機(jī)制。但以前的研究多停留在假設(shè)，這次有化石支持，填補(bǔ)了空白。

啟發(fā)未來研究的古導(dǎo)航線索

這項研究直接影響我們對動物導(dǎo)航起源的理解。以前以為磁感是比較晚的適應(yīng)，現(xiàn)在證據(jù)顯示早在一億年前就成熟了。這能幫解釋為什么那么多物種都有這本事，可能是個古老遺傳。媒體報道后，學(xué)界討論熱烈，有人聯(lián)想到其他古化石，看看有沒有類似顆粒。

實際應(yīng)用上，這還能啟發(fā)現(xiàn)代科技。比如仿生設(shè)計，借鑒渦旋結(jié)構(gòu)做更靈敏的磁傳感器，用在機(jī)器人或無人車導(dǎo)航。生物學(xué)上，理解遷徙機(jī)制能幫保護(hù)瀕危物種，像海龜或候鳥，它們遷徙受磁場干擾大，現(xiàn)在人類活動改變磁場，研究這些能找對策。