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地磁场消失了会怎样?

千百万年来,地磁场维持了地球生物赖以生存的自然环境,而今天在人们享受工业文明进步所带来的便利生活的同时,密集的电力设施、输电线路和信息网络所引发的电磁辐射污染问题也渐渐凸现出来。虽然人类既不需要凭借磁场力运动也不用靠感受磁场来辨别方向,但在人体内实现信号传递、维持内稳态的金属离子、组成细胞骨架等重要结构的蛋白质甚至遗传物质载体核酸都对磁场变化有十分敏感的响应。
 
据研究数据分析,地球磁场强度与160年前相比已下降了10%,这可能与地核巨型涡流反向旋转有关。逆转的漩涡持续扩大将引起地球磁场方向的彻底改变。地磁南北两极在600 万年内已发生3 次大翻转,最近的一回在70 万年前,考古资料显示每一次磁极颠倒都与远古生物大绝灭在时间上有关联。地球磁场方向在南北变换时会出现一个磁场强度接近零的空白时期,各种宇宙射线不受控制地横扫地球表面,令生命遭受灭顶之灾。传言恐怖的地磁倒转在2012 年就会发生,引发世界末日的惨剧,而事实并非如此。早已平安度过2012 年的事实告诉我们,人类离真正的末日还有一段距离。如何能阻止绝灭的灾祸,让我们的种群长长久久地存在下去?这正是大量科学工作者常年奋斗的主题。


 
面对逐年减弱的地磁场和日趋复杂的磁环境,研究人员将目光转向了更多更复杂的生物磁效应:他们在实验室中架设了不同强度、不同频率、不同方向、不同变化趋势的磁场,并在场中培育各种各样的实验动植物,观察它们在异常磁场中的生理活动,由此也得出了五花八门的实验结果。亚磁空间模拟的是地磁场消失时的环境状态,目前采用线圈补偿及金属屏蔽的方法在实验室中创造出一块磁场强度接近零的无磁区域。工作人员通过对比暴露在亚磁空间中的生物与其生活在地磁空间中的同类个体之间的差异来发现新的生物磁效应。最早建立亚磁空间并尝试在其中饲养实验兔子的是前苏联科学家,1979 年,他们发现将空间磁场强度减至100nT会使新生兔死亡率增加,同时存活幼兔的发育也受到负面影响。后又有日本、乌克兰、罗马尼亚等国的科研人员分别尝试在亚磁场中饲养大鼠、豚鼠、仓鼠、小鸡、鹦鹉等,均得出了类似“活力下降”“激素水平失调”“神经系统受损”“生殖能力减弱”的结果
 
中国科学院生物物理研究所的莫炜川在老师的帮助下建立起一个亚磁场生物培养体系并实施了一系列细胞及整体水平实验,获得了很好的结果。他首先在亚磁环境中培养了人类神经瘤细胞母细胞系(SH-SY5Y细胞),观察到胞内微丝结构发生变化,导致细胞粘附和迁移能力下降但增殖速度加快;随后他又将在亚磁场中处理2天的细胞与对照组的mRNA表达谱进行比对,筛选出了一系列差异表达基因。莫炜川接下来观察了非洲爪蟾在亚地磁场中的发育情况,发现爪蟾胚胎第三次卵裂的朝向发生变化,导致发育畸形,他推测还是异常磁场影响了细胞分裂期纺锤体微管的组装,引起卵裂沟朝向变化。莫炜川最后又根据他的地磁恢复实验首次提出了亚磁场的“近旁效应”,即经过亚磁场处理的细胞能以某种途径作用于撤销影响后新生的细胞,使之继续保持在应激状态;这可能会使个体生理功能的恢复出现滞后性。
 
习惯于生活在50 μT 地磁场环境中的人类和其他生物,一旦被移入几乎没有磁场的亚磁空间,都会出现一定程度的不良反应,这说明地磁场的存在是生物体保持正常代谢不可或缺的因素之一。实验生物在消失的磁场中所表现出的异常反应给在地磁场中对生物磁感应现象的研究指明了方向;同时对亚磁空间生物效应的探索也将为人类日后脱离地磁场保护、开发宇宙空间铺平道路。
 
人类关于磁场与生物的研究起始于半个世纪前,如今的研究结果已令部分曾经的假设得到了证实:磁场,不仅是地磁场,对生物的生理活动的确有明显的影响;以候鸟为代表的众多生物都拥有利用磁场力运动或是辨别方向的能力。但磁场究竟如何作用于生命活动,而生物体又将如何处理来自磁场的信息,目前尚未能得出清晰的结论。大量的难题还等着未来的科学家们去解决,路漫漫其修远兮,相信“第六感”的秘密终将大白于天下。
------节选自《地磁场与生物的磁感应现象》
中国科学院生物物理研究所  朱晓璐  王江云
 
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