
一项突破性研究揭示了海龟利用地球磁场导航的秘密。它们通过“尬舞”行为与特定磁场建立联系,就像在GPS上“打点”一样,令人惊叹。
你见过海龟“尬舞”吗?当圈养的蠵龟期待食物时,它们会做出可爱的舞蹈动作:抬头、张嘴、拍打鳍状肢,并在水中旋转。这种“海龟舞蹈行为”不仅可爱,还帮助北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员取得了一项重大科学发现。
这项研究成果发表在著名的国际科学期刊《自然》上。该论文的第一作者是Kayla Goforth,她最近刚从文理学院生物学系获得博士学位。Goforth在卡罗来纳大学的研究生生涯早期,就被一个现象深深吸引:海龟一生中会反复回到同一个觅食地,尽管它们跨越的距离可能高达1万英里。她假设,这些海龟利用地球的磁场来记住与食物相关的特定地理区域。于是,她在生物学系的Lohmann实验室设计了一项实验。该实验室由Kenneth和Catherine Lohmann夫妇共同运营。
“Kayla开始思考,我们是否能让海龟将某个地理区域的磁场特征与食物联系起来,从而表现出这种‘海龟舞蹈行为’,”生物学杰出教授Kenneth Lohmann说道。“她在这项研究中发挥了主导作用。起初,我并不确定它是否会成功,但我们很乐意让她尝试,结果出乎意料地好。”
Goforth和她的团队对蠵龟进行条件反射训练,让它们适应模拟不同海洋位置的磁场。他们在某些磁场中反复喂食海龟,而在其他磁场中则不喂食。当海龟随后暴露在它们被喂食的磁场中时,它们表现出“海龟舞蹈行为”,这表明它们将特定的磁场特征与食物联系起来。

“我们通过观察它们在实验室里进食时的表现,来确定要测量什么,”Goforth说。她现在在德克萨斯AM大学从事博士后研究。“当它们非常兴奋时,它们会伸出头,猛烈地拍打它们的鳍状肢,有时还会原地旋转。”
这项研究表明,蠵龟可以学习地理区域的磁场特征,就像在GPS 应用程序中“打点”一样。
当海龟使用磁场特征时,它们使用的是磁场地图感,但它们也拥有磁罗盘感,使其能够向北、向南或其他方向移动。研究进一步表明,地图感和罗盘感以不同的方式检测磁场。
该团队与学院物理学和天文学系合作,研究了射频振荡磁场对海龟磁感的影响。他们的发现令人惊讶。振荡磁场对海龟的磁场地图能力没有影响,但却扰乱了海龟使用磁罗盘和确定方向的能力。
“这表明磁场地图和罗盘存在两种不同的机制,”Goforth说。“它们可能是独立进化的。”
海龟和其他迁徙物种究竟如何使用这些感觉,这个问题困扰了科学家50多年。Goforth现在在德克萨斯AM大学继续研究这个问题,她目前的研究对象是帝王蝶,而不是海龟。
“最大的问题始终是机制,”Goforth说。“什么是机制,什么是传感器?我们知道,对于视觉,你有眼睛;对于嗅觉,你有鼻子;对
本文译自 UNC-Chapel Hill,由BALI编辑发布。