迁徙的动物可能会利用地球的磁场进行导航，而生活在它们体内的磁性细菌可能会帮助它们。罗伯特·菲塔克和他的团队已经编制了一个庞大的DNA数据库来调查这些细菌在动物体内的存在，重点关注它们在帮助导航方面的可能作用，尤其是在海龟身上。

迁徙动物非凡的导航和回忆路线的能力，可能不仅源于它们对地球磁场的敏感，还源于它们与生活在它们体内的磁性细菌的潜在相互作用。

这些磁性细菌和它们所居住的动物之间的关系尚未完全了解，但UCF生物系助理教授罗伯特·菲塔克最近编制了一个动物DNA数据库，其中包含数亿个序列，显示了各种类型磁性细菌的存在，作为他追求了解更多信息的工具。

该数据库标志着他的研究向前迈出了一步，并建立在他与英国和以色列的同事合作于2020年发表的先前假设和分析的基础上。

2021年，菲塔克继续研究数据库，对哪些动物可能携带磁性细菌进行分类，以及是否存在普遍模式。

“我们做的第一项研究是查看现有的数据集，并总结我们在不同动物身上发现这种细菌的地方，”他说。“我们搜索了大约5万份之前的科学研究。现在，我们实际上将其扩展到研究全球遗传信息数据库，我们已经能够根据数万亿个基因序列总结出这些细菌的位置。”

该数据库于今年早些时候发表在《数据简报》上，它从国家生物技术信息中心的公开序列读取档案中借用了信息。

菲塔克专注于组织来自不同动物物种的DNA序列，这些序列与已知的磁性细菌相匹配，以帮助他和其他研究人员缩小对磁性细菌的环境和生态作用的研究范围，或者识别潜在的宿主动物。

内心指南针？

菲塔克和他的同事们正在利用这些精确的数据来确定磁性细菌的潜在宿主生物，并为研究它们在动物身上可能扮演的角色提供更大的背景 —— 比如导航。

菲塔克说：“最终，如果我们更好地了解动物是如何导航的，这将有助于保护濒危或受保护的物种。如果我们知道他们将搬到哪里以及如何搬，就可以帮助我们做出更准确的管理决策。”

他感兴趣的是，磁性细菌是否存在于动物体内，以便它们能够感知它们，比如神经系统的某些部分。菲塔克认为，它们可以作为动物的导航辅助工具，或者为鸟类或海龟等已经利用地球磁场进行长距离导航的生物提供额外的助力。

菲塔克说：“这几乎就像一个微生物指南针，我们正在研究它是如何工作的。我们认为这些动物已经把地球的磁场当作指南针来使用了。”

他还说，另一个潜在的好处是，科学家可以研究动物如何感知磁场，并可能模仿它们在药物输送等各种应用中的应用。

然而，没有确凿的证据表明这些动物是否利用磁性细菌来导航，菲塔克说。

他说：“到目前为止，我们从研究中得出的一个重要结论是，我们还不知道这些细菌是否为动物感知细菌，但我们确实有证据表明它们生活在这些动物体内。但我们所学到的是，我们可以使用基因标签，这是制造磁铁的细菌的特征，我们已经在包括人类在内的各种动物体内发现了这些细菌的遗传特征。”

菲塔克说，这些细菌通常生活在沉积物或泥浆中，那里没有很多氧气。他说，它们组装微小的磁化铁“链”来帮助它们运动。

菲塔克说，目前还不确定生物体是如何最终携带这些细菌的，但理论上可能是通过吸收或消耗产生的。

“到目前为止，我们的研究结果表明，这些磁性细菌似乎是许多物种微生物群的常规组成部分，”他说。“希望我们未来的工作能证明它们是偶然从环境中收集的，是宿主动物磁传感的功能组成部分，还是其他一些未知的原因。”

关注海龟

菲塔克和他的学生研究团队正专注于检测绿海龟和红海龟的样本，以进一步研究磁性细菌。

“海龟是动物导航的典范，”他说。“我们一直在海龟身上测试我们的假设，因为它们会非常准确地到达非常特定的地方。”

菲塔克说，把重点放在海龟身上是自然而然的下一步，因为我们知道海龟身上有磁性细菌，它们依靠地球的磁场进行迁移。他说，UCF的海龟研究小组也在获取海龟样本方面发挥了重要作用。

与菲塔克一起工作的博士生朱莉安娜·马丁（Julianna Martin）帮助分析和收集了近150个海龟样本。

她说：“我在实验室里从样本中提取DNA，并利用基因组学来识别样本中的细菌，以及我们正在寻找的制造磁铁的细菌。如果没有UCF海龟研究小组的帮助，我无法收集样本。这是一个团队的努力。”

马丁和UCF海龟研究小组的科学家们用软拭子轻轻地从印度河泻湖的雌海龟和幼海龟身上收集眼泪样本。雌海龟在产卵时几乎处于恍惚状态。

马丁说，海龟在陆地上时会分泌大量粘稠的眼泪来保持眼睛湿润，收集眼泪大约需要30秒。

她说：“我们从泪管开始，因为它们与神经有关，而这些神经可能与动物的磁感应有关。从生物学角度来说，观察那里是有意义的，而且很容易收集到海龟的眼泪。”

马丁说，她对他们目前的进展感到满意，但希望他们的势头能推动他们的研究得出更明确的结论。

“这项研究真的很令人兴奋，”她说。“没有人专门在海龟身上寻找它们。我很想知道它们从哪里来，每种海龟都有什么种类的制造磁铁的细菌。这还有很长的路要走，但现在，我们正在努力描述，‘他们在那里吗?’和‘它们从哪里来?’”

菲塔克说，分享磁性细菌帮助动物导航的独特发现的潜力确实令人惊奇。

他说：“令人兴奋的是，我们能够告诉人们，在这个世界上存在着制造磁铁的细菌。人们对此感到敬畏，如果动物真的利用这些磁性细菌来导航，那将是令人难以置信的。”

菲塔克鼓励对研究磁性细菌感兴趣的研究人员探索他收集的数据。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！