登陆注册
8434300000034

第34章 细菌的磁导航

20世纪80年代初,科学家发现了一种“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05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,以致大家都叫它“活的指南针”。

趋磁细菌这一奇特现象引起了许多研究者的关注。对这种后来称为磁性细菌或称向磁性细菌的大量的观测和研究取得了许多重要的结果。①分别在北半球的美国、南半球的新西兰和赤道附近的巴西对这种磁性细菌的观测研究表明,这种磁性细菌在北半球是沿着地球磁场方向朝北和水下游动,而在南半球却是逆着地球磁场方向朝南和水下游动,但在赤道附近则既有朝北游动的,也有朝南游动的。②由细菌体分析研究表明,在这种长条形细菌体中,沿长条轴线排列着大约20颗细黑粒。这些细黑粒是直径约50纳米的强磁性Fe3O4。③将这种细菌在不含铁的培养液中培养几代后,其后代体内便不再含有Fe3O4细粒,同时也不再具有沿地球磁场游动的向磁性了。总之,这些观察、实验和研究表明,磁性细菌所表现的沿地球磁场游动的特性是同细菌体内所含的强磁性Fe3O4(也可称为铁的铁氧体)分不开的。

如果进一步再问:为什么这些强磁性铁氧体颗粒的直径总是在50纳米左右,而不是更粗或者更细的颗粒?为什么这些磁性细菌在地球北半球和南半球的游动方向会分别向北和向南?目前的研究是这样说明的:这种强磁性铁氧体(Fe3O4)颗粒在50纳米附近正好形成单磁畴结构,可得到最佳的强磁性。如果颗粒太粗,会形成多磁畴结构;而如果颗粒太细,又会产生超顺磁性。都会使其强磁性减弱。这种磁性细菌在地球北半球和南半球的游动方向分别向北和向南,是因为这种磁性细菌是一种厌氧性细菌,这样沿地球磁场游动都正好离开海洋表面而游向少氧的海面下,而且在这样海面下也正是养料较为丰富的区域。不过这些解释是还需要进一步的观察、实验和研究的。

这种在大约30亿年前已存在的细菌,具有本能测知地球磁场的特性,因此能在汪洋大海中随处遨游而不迷失方向。这些细菌在高倍率电子显微镜的镜头下,显示出一长列整齐组装的单晶磁铁颗粒,借由细菌的蛋白质联结在一起而产生一磁性偶极矩,因而能与地球的磁场感应而定出方向。

日本学者Mrtsunaga早在1991年就预计趋磁细菌的磁小体在未来的十年中将是高新技术应用中的一种新的生物资源。小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料显著的不同,大块的纯铁矫顽力约为80安/米,而当颗粒尺寸减小到2×10-2微米以下时,其矫顽力可增加1000倍,若进一步减小其尺寸,大约小于6×10-3微米时,其矫顽力反而降低到零,呈现出超顺磁性。利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性,已做成高贮存密度的磁记录磁粉,大量应用于磁带、磁盘、磁卡以及磁性钥匙等。利用超顺磁性,人们已将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液体。同样在医疗领域,目前也普遍认为趋磁细菌有一定的实用前景,包括生产磁性定向药物或抗体,以及制造生物传感器等。知识点方位角方位角,又称地平经度,是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一。是从某点的指北方向线起,依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。方位角调整时抛物面在水平面做左右运动。通常我们通过计算软件或在资料中得到的结果应该是以正南方向为标准,将卫星天线的指向偏东或偏西调整一个角度,该角度即是所谓的方位角。

同类推荐
  • 中华传统美德百字经·慎:慎而不葸

    中华传统美德百字经·慎:慎而不葸

    青少年是国家的希望,是民族不断发展和延续的根本,因此,青少年德育教育就显得更加重要。为了增强和提升国民素质,尤其是青少年的道德素质,编者特意精心编写了本套丛书——《巅峰阅读文库》。“巅峰阅读文库”通过故事、诗文和格言等形式,全面地展示了人类永不磨灭的美德:诚实、孝敬、负责、自律、敬业、勇敢……这些故事在中华民族几千年的历史长河中,一直被人们用来警醒世人、提升自己,用做道德上对与错的标准;同时通过结合现代社会发展,又使其展现了中华民族在新时代的新精神、新风貌,从而较全面地展示了中华民族的美德。《慎·慎而不葸》为该套丛书中的一册。
  • 影响中国学生的传统文化经典——百家姓(诵读篇)

    影响中国学生的传统文化经典——百家姓(诵读篇)

    中国古代的启蒙教材历史悠久,形式多样,《百家姓》是其中较有代表性的一种。中国人有非常浓厚的宗族观念,非常看重自己的姓氏。一个姓氏就是一个宗族的旗帜、象证。早在汉代就有人开始编撰启蒙的姓氏读物,而宋代的《百家姓》则更是家喻户晓,妇孺皆知,成为儿童启蒙的必读之书。
  • 外国现当代童话

    外国现当代童话

    童话,是少年儿童对外部世界充满幻想的模板,是他们获取知识的摇篮。那些优美、充满趣味的童话,永远滋润着孩子幼小的心灵。 由青少年成长必读经典书系编委会编著的《外国现当代童话/青少年成长必读经典书系》汇集了外国现当代经典童话30个,故事情节曲折生动,刻画人物形象栩栩如生,内容上融知识性和趣味性于一体,引人入胜,妙趣横生,是一本经典童话读物。
  • 诗经(国学启蒙书系列)

    诗经(国学启蒙书系列)

    本书是我国最早的一部诗歌总集,收集和保存了古代诗歌305首,6首只存篇名而无诗文的“笙诗”。《诗经(国学启蒙书系列)》最初只称为《诗》或“诗三百”,到西汉时,被尊为儒家经典,才称为《诗经》。《诗经(国学启蒙书系列)》中,编者韩震等人采用活泼插图的表现方式,编选相关的精彩故事,融知识性与趣味性于一体,让青少年在诵读中轻松快乐地亲近《诗经》,更直观、真切地感受《诗经》的魅力,在阅读中积淀文化底蕴,培养良好道德品质,从而受益一生。
  • 青少年应该知道的花

    青少年应该知道的花

    本书从花的进化开始进行描述,系统地阐述了花的结构、种类、用途、移殖,以及花的鉴赏与种植,花的文化与传承等,详细介绍了花的类型、形态特征和生长的环境等基础知识,配有大量精美插图。
热门推荐
  • 奇门八卦遁

    奇门八卦遁

    奇门八卦,纵横大陆,让多少谋士君王位置狂热!然而却被一个孤儿多拥有,占地为城,享誉天下,开始他的争霸!
  • 驭兽修仙:天才炼丹师

    驭兽修仙:天才炼丹师

    你有灵兽在手,我有神兽为宠!你有秘技为辅,我有绝世神通!你有修仙灵根,我有龙之血脉!且看情殇女如何纵横异界,登临绝巅!
  • 我苏醒在3000年后

    我苏醒在3000年后

    3000年弹指间过去,无数的阴谋开始交织,层层的迷雾开始被揭开。我来到未来,见证未来,也可能是为了改变未来。
  • 巫师向前冲

    巫师向前冲

    知识就是力量,而力量决定一切!这就是巫师世界永恒的真理!
  • 秦先生的追妻日常

    秦先生的追妻日常

    上大学碰上前男友是什么体验?不慌,问题不大!但当前男友变成了你的……楚词:请问现在退学还来得及吗?因为一场意外,秦宇不得不从原先的岗位退下来,年纪轻轻就失了业,简直惨!所以,接下来干点什么呢?也到了该结婚的年纪了,嗯……先去把小女友追回来吧!
  • 初初之心修言可鉴

    初初之心修言可鉴

    甜宠校园文,男女主角从校服到婚纱,全文无虐,一甜到底,只有吃不完的狗粮,没有扎心的刀子祈令初有家世显赫的父母,疼爱她的哥哥和双胞胎弟弟,因此她的人生非常幸福,直到她初三的那一年,弟弟重伤,仇人追杀,祈令初不得不背井离乡来保障自己的安全,可是她却在这个城市遇到了他,他一步一步的走进了她的心,在一起后疼她~宠她~爱她~期限是一生,她很庆幸自己遇到了叶修言,遇到了一生的幸福,自此平安喜乐,一生无忧
  • 最强执勤组

    最强执勤组

    一个普通的社会,有一群声张正义的学生,他们没有特殊能力,没有军队那么大的规模,可是他们总是在为正义做出自己的贡献。经过漫长的发展,这些学生也变成了这个国家的秘密武器,而这个武器,叫做——执勤组
  • 冰与火之歌—野人为王

    冰与火之歌—野人为王

    巨人是我们的战士冰狼是我们的宠物猛犸是我们的骑士巫师是我们的领袖当我们越过绝境长城之时,整个世界将为之颤抖——北境之地将是我们的牧场南境诸国将是我们的田亩夏日之海将是我们的澡盆瓦雷利亚将是我们的工坊这是野人称王,永不为奴的故事。“当维斯特洛大陆的诸侯贵族还玩着权利的游戏之时,从维斯特洛和索斯罗斯,从日落之海到夏日之海,从铁群岛到石阶列岛,从临冬城到君临红堡,一副横贯世界的铁幕已经落下,是时候全世界的人民一起联合起来,反抗来自绝境长城之外的邪恶势力,为了我们的文明,我们的信仰……”——龙母的铁幕演说“呵呵!来,我们杀头龙庆祝一下!”杰洛特如是说。权友加q群2012704279
  • 重生之武神纪

    重生之武神纪

    大千世界!盘古大陆华夏一代武道宗师,莫飞扬于巫山殒落,千年后转世重生,化为都市三好青年叶风,在修行的道路上不断成长,一步步揭开隐藏在这世界背后的秘密。武道九重!十方神境!强者争锋,暗流涌动。从此开启了一场风起云涌的热血征途。
  • 极品修真败类

    极品修真败类

    萧然,一个不一样的少年,被乞丐师傅带进门以后不管不问,自己一步一步走上天尊之路。