有趣的生物磁

我们都知道信鸽有种惊人的远距离辨认方向的本领，令人啧啧称奇。据资料，早在古埃及第五王朝的时候（约公元前 2500～前 2350 年）就有人把鸽子训练成快速而可靠的通讯工具。一直到无线电发明并得到广泛应用的第二次世界大战期间，信鸽仍在通讯战线上占有一席之地。1943 年 11 月 18 日

英军第 56 步兵旅要求空军轰炸德军的防御阵地，来配合步兵进攻德军。当英军飞机正要起飞时，一只名叫“格久”的军鸽及时地赶到，带来了十万火急的信件。原来英军已经冲破了德军的防线，有 1000 名士兵已经进入到德军的防御工事阵地中，要求立即撤销轰炸的命令。好样的“格久”，由于它及时传递了命令，拯救了 1000 人的生命。英国伦敦市长特授予“格久”一枚涂金勋章呢！

那么信鸽究竟是靠什么来判别方向的呢？在过去很长的一段时间里，人们把信鸽的这种高超的认路本领归结于它的眼力和记忆力。一直到上一世纪才有人想到，鸽子会不会是依赖地磁场来判别方向？后来这种设想就被实验所证实。科学家把几百只训练有素的信鸽分成两组。在一组信鸽的翅膀下缚了一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下缚了大小相同的铜块。然后把它们带到离鸽舍数十至数百公里的地方，逐批放飞。结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回到鸽舍，而缚着磁铁的信鸽却全部都飞散了。原来磁铁的磁场扰乱了信鸽体内的“小罗盘”，把它们弄得晕头转向了。就好像把一块磁铁靠近磁罗盘时，罗盘上的指针会偏离南、北指向一样。近年来科学家在解剖信鸽时， 在信鸽的头部找到了许多具有强磁性的 Fe3O4 颗粒。美国麻省理工学院的法兰克尔说：“这些磁性细胞排列成一定形状、一定长度，组成了对“地磁场” 十分敏感的“磁罗盘”。现在我们已经知道，除信鸽之外，一些候鸟，如食米鸟、燕鸥，它们的头部也有丰富的磁性颗粒，并依赖它们在南北半球之间作长距离迁徙，从来不迷失方向。

鱼也是一种对磁场十分敏感的生物。生物学家注意到鱼类的间脑会对磁场产生感觉。当把鱼放入它完全陌生的水域里，并且尽可能排除水温、水流的干扰和影响，鱼一般都会沿着磁力线的方向游动。北美有一种鲑鱼，它辨识路径的能力是惊人的。这些鲑鱼通常在北美阿拉斯加到加利福尼亚的小溪里产卵。小鱼孵出后，便成群结队地沿着小溪、小河游向太平洋。它们在浩瀚无际的太平洋里沿着逆时针方向环游了一个巨大的圈子之后，还能正确无误地回到美洲，并寻找到原来的河道入口，再游经小河、小溪最终重返故里。而这类鲑鱼完全是依靠灵敏的磁罗盘来导航的。一次美国科学家奎恩·汤姆在小河的岸边放了一块电磁铁，当成群的鲑鱼游过磁铁附近时，突然接通电源。奇迹出现了，这群鲑鱼游向也突然改变了 90°。

有兴趣的读者只要留意，可以观察到蜜蜂、苍蝇等昆虫，它们在起飞或降落的时候往往愿意取南、北方向（即地磁方向）。如果你在蜂巢的四周放上几块磁铁，出外觅食的工蜂就会找不到自己的蜂巢。如果你把磁铁放进它们巢里，可以发现蜜蜂回巢后一反常态，连舞蹈的姿势都与平时大相径庭。 80 年代初科学家还发现了一种“磁性细菌”，它们生长在盐碱沼泽地的

沉积泥里，总是顺着地磁场磁力线的方向向北运动。当科学家用外加磁场来影响它时，细菌就会随之改变行进的方向。麻省理工学院的理查德教授发现这种细菌体内含的磁铁成分比一般细菌高 10 倍。在电子显微镜下，细菌体内

的磁性小颗粒，有规则地排成列，每一列长 0.5 微米，犹如一串珠子，行列的前端指向地磁 S 极，另一端位于鞭毛，鞭毛摆动时，细菌就向北方前进。方位很准，以至大家都叫它“活的指南针”。

植物对磁场也有“感觉”。加拿大的冬小麦的根部生长喜欢沿着磁场增强的方向，显示出“向磁性”。而水芹的根部却喜欢沿着磁场减弱的方向， 显示出“背磁性”。

这些有趣的生物磁现象，说起来也并不奇怪。现代科学告诉我们：“自然界里的生物并不是像人们以前认为的仅仅是化学的集合体，而是闪烁着电磁火花的生命体。”分子生物学研究表明：生物体内的大多数分子和原子都具有一定的磁性。比如，人具有心磁、脑磁、肌磁等，甚至人头部的毛囊也会产生自己的毛囊磁场。珀杜大学的贾菲博士说：“毛囊磁场是皮肤电流活动的自然泄漏。”当然人体所产生的磁场很弱，大约只有地磁场的十万分之一至十亿分之一。（基本地磁场是 5×10-1 奥斯特）。使人意料之外的是人恰在睡眠的时候，所产生的脑磁场达到最大值。正由于生物细胞本身的电磁结构，因此它们对外界电磁场的变化会引起相当敏感的反应是理所当然的。科学家们还发现，长期生活在几万伏至几十万伏高压输电线附近地区的

人，很容易激动，容易疲劳。大脑的效率低。在青年人中患白血病和淋巴瘤的比例也比一般要高。有人将猴子放在 70 千奥斯特的强磁场中 1 小时，猴子的心率会降低。而家鼠在弱磁场的环境里生理功能也会不正常，繁殖的后代容易生肿瘤。然而许多植物如番茄等在磁场的影响下，种子会提早萌芽，提前开花结果。春蚕在这样的环境里会提前进入成熟期，所结的茧也比较大。总之磁场对生物的影响已引起了越来越多的研究者的兴趣。

时至今日，尽管我们对生命体在磁场的影响下所发生的一系列变化细节还不甚清楚，但利用磁效应来治疗疾病，则早就开始了。我国早在东汉的《神农本草》一书里就记载了磁石味辛寒、可治麻痹风湿、关节肿痛，我国古时候也有用磁石来治疗眼病和耳聋的记载。现行的我国药典里就收有耳聋左慈丸、紫雪散、磁珠丸等药物，它们都是以磁石为主要成分的。在西方医学史上，磁石也很早入药，古希腊医生用它来做泻药，治疗足痛和痉挛。本世纪以来，医学上对磁现象的应用已发展到诊断、理疗、康复保健等许多方面。西方出现了磁椅、磁床、磁帽、磁带等保健器械。50 年代末我国市场上也出现了治疗高血压和神经衰弱用的磁性手镯。1956 年日本人发明了用磁带来治疗高血压和肩周炎。近年来美国药物专家试制磁性药丸来攻击肿瘤，引起人们的关注。这是将抗癌药与药性粉末结合，外面由聚氨基酸包膜制成微粒。注入人体后，在外磁场的“引导”下，使它停留在癌肿部位的毛细血管里， 病人或医生可以用体外的手表式磁场发射器来控制药物的释放，这样既能有效地杀灭癌细胞，又可以减少其他的副作用。