美媒:科学家发现距今9700万年的“GPS”,或曾为远古动物导航 你们有没有想过,有些动物压根不用手机地图,就能横跨大洋精准回家?候鸟一年飞几万公里不迷路,新生海龟刚破壳就知道游向哪里。 欧洲鳗鱼从欧洲河流潜入深海几千公里去产卵区,生完卵死在那,小鳗鱼又自己找路回欧洲河流,这事听着就玄乎。 科学家早就知道,这些家伙靠的是地球磁场当“活地图”,可这本事到底啥时候出现的,一直没个准信。 最近一队英国德国科学家在海底挖出9700万年前的微小磁性化石,直接把答案往前推了好大一截,这些小东西很可能就是远古海洋动物的内置导航仪,体积虽小,功能却强得离谱,能读出磁场方向还能测强度,简直原始版GPS。 说起动物用磁场导航,得先聊聊现在活着的例子才接地气,欧洲鳗鱼最神秘,它们一生就两次大迁徙,成年鳗从淡水河游到大西洋撒加索海深处产卵,路程五六千公里,黑灯瞎火全靠感觉。 小鳗鱼孵出来后,不用大人带,自己逆流而上回到欧洲大陆,准确找到父辈出发的那条河。 科学家做过实验,把鳗鱼放人工磁场里一干扰,它们立刻转圈找不到北。 海龟也一样,小海龟爬出沙滩第一件事就是记住出生地的磁场特征,长大后不管漂哪,几十年后还能凭磁场坐标游回来下蛋。 信鸽、燕子、鲸鱼、甚至一些蝴蝶,都会拿地球磁场当指南针,长途迁徙误差小到吓人,这能力在自然界叫磁感应,算得上第六感,可它到底怎么来的,科学家琢磨了好多年。 最早的磁感应其实出现在细菌身上,某些水里细菌体内长出一串纳米级磁铁颗粒,像小链子一样排好队,地球磁场一拉,它们就顺着磁力线游,找到氧气浓度刚好的水层活下去。 这些细菌死了,磁颗粒留在泥里变成化石,叫磁小体化石,地质学家挖到过几十亿年前的,说明磁感应从生命早期就有了。 可细菌那套太简单,就跟个罗盘似的,只能分辨上下前后,没法精确算位置,动物要跨洋迁徙,得升级成能读纬度和经度的系统才行。 纬度靠磁场倾角,经度靠磁场强度变化,这就需要体内磁颗粒排列得更复杂,能对细微波动超级敏感。 以前科学家觉得,这种高级版磁感应顶多几千万年前才出现,因为没找到更早的直接证据。 事情转机出现在白垩纪海底沉积物里,研究团队从北大西洋深海泥芯样本入手,用最新三维成像技术把微小化石内部结构看得清清楚楚。 这些化石体积比细菌磁颗粒大十到二十倍,形状奇特,有矛头状、纺锤状、子弹状、针状,内部磁矩不是简单直线排队,而是形成稳定涡旋结构。 这种涡旋设计太巧妙,能对地球磁场强度和方向的微小变化做出强烈反应,理论上完全可以给宿主生物提供精确坐标。 研究带头人剑桥大学的里奇·哈里森直言,不管这化石当初长在谁身上,那生物肯定有相当牛的导航本事。 团队推测,造出这种高级磁颗粒的家伙,应该是海洋里数量多、爱长途迁徙的大型动物,鳗鱼类最像嫌疑犯。 鳗鱼家族起源于大约一亿年前,正好对得上时间,而且现代鳗鱼已经被证实体内有磁铁矿晶体,能读磁场。 这发现为什么这么炸裂?因为它直接把动物高级磁感应的历史往前推了几千万年。 以前只在较年轻的地层找到零星线索,大家猜这能力是鸟类鱼类后来独立进化出来的。 现在看来,白垩纪中期海洋里已经有不明大型动物把细菌的简单罗盘升级成复杂GPS了。 这中间肯定经历了好几轮进化优化,磁颗粒从纳米级变微米级,排列从直链变涡旋,功能从找氧气层变成跨洋定位。 想想恐龙时代海洋里游着一条条巨型鳗鱼模样家伙,体内藏着精密磁感器官,凭地球磁场在漆黑深海来去自如,那画面多带感。 研究还暗示,这种导航系统很可能在多个动物支系里反复出现,因为迁徙对生存太重要了,跑得远才能找到食物和配偶,避免近亲繁殖。 更广一点看,这发现还帮我们拼凑地球磁场本身的古历史,地球磁场不是一成不变,几百万年就可能极性翻转,强度也忽强忽弱,动物要是靠磁场导航,就得适应这些变化。 9700万年前正好处在白垩纪正常极性期,磁场相对稳定,或许正好给了生物进化高级磁感应的机会。 科学家还能用这些化石反推当时海洋环境,深海氧气分布、洋流走向、古气候波动,全都能从磁化石特征里挖出线索。 未来要是找到更多类似化石,说不定能画出远古动物迁徙路线图,看看它们怎么绕开古大陆,穿越古海洋。 这项研究用到的技术也值得说两句,过去看化石内部磁结构,得把样本磨成粉测平均值,好多细节就丢了。 现在新方法能无损三维扫描单个颗粒,把磁矩分布看得一清二楚,这技术一出,估计会掀起一波古生物磁感应研究热潮。 说不定很快就在更老地层挖到过渡型磁化石,把从细菌到动物的进化链条补得更完整。 自然界把地球磁场玩成生物导航仪的创意,亿年前就已成型,现代动物不过是继承并发扬光大。 这样的发现总让人觉得世界更大更神奇,科学一步步把谜团揭开,未来还有无数惊喜等着我们。 参考资料:环球网
