美國陸軍-空軍-海軍聯合項目的研究人員在遷徙的歐洲知更鳥的眼睛中發現了一種蛋白質，它可能是不使用 GPS 導航地球磁場的關鍵。

　　美國軍方資助的科學家已經分離出一種存在于候鳥眼中的蛋白質，它可以解釋我們的鳥類朋友如何在沒有地圖的情況下長途跋涉 - 以及未來的士兵如何在沒有 GPS 的情況下使用這種能力進行戰斗。

　　該研究處于早期階段，未來幾年不太可能掌握在士兵手中。但它最終可能會導致其他研究和軍事發展領域的直接應用或不可預見的機會。

　　幾十年來，研究人員一直假設鳥類、魚類、海龜和昆蟲可能如何利用地球磁場在全球范圍內進行遠距離導航。

　　以及根據陸軍發布的消息，來自美國陸軍研究實驗室、全球海軍研究辦公室和空軍科學研究辦公室的聯合資助支持準確地隔離導致這種情況發生的原因，最近英國牛津大學的研究人員在科學雜志《自然》上發表了一篇論文。

　　據新聞稿稱，通過分析遷徙的歐洲知更鳥，研究人員在鳥眼中分離出一種蛋白質，然后對其進行測試，以了解這種蛋白質可以幫助鳥類探測地球磁場并導航它們的遷徙。

　　美國《陸軍時報》采訪了陸軍研究實驗室生物化學項目的項目經理 Stephanie McElhinny 博士，討論了這一發現及其影響。

　　在軍事背景下進行生物化學研究的關鍵目標和挑戰之一是從脆弱的活體中獲取生物材料——在這種情況下是蛋白質，并進入更強大的系統。或者至少，研究人員需要在尋找未來戰斗優勢的士兵手中掌握這些材料的特性。

　　2021 年 4 月 15 日，在 Hohenfels 訓練區的 Dragoon Ready 21 期間，一名分配到第 2 騎兵團的士兵準備手動發射 AeroVironment RQ-11 Raven 無人機，以偵察敵方部隊。（Spc. Zachary Bouvier/陸軍） （Spc. Zachary Bouvier/聯合多國準備中心）

　　“蛋白質具有非常酷的功能，但如果我們可以將它們放在一個不需要保持濕潤的陸軍系統中，它們會更酷，”麥克爾欣尼說。

　　McElhinny 解釋說，科學家們假設這種蛋白質——隱花色素——在磁感應中發揮了作用。隱花色素并非鳥類獨有。人類擁有相同的蛋白質，它有助于調節我們的晝夜節律，或地球自轉的自然日光/黑暗模式。

　　節律是人類的生物鐘，而隱花色素有助于使該生物鐘與光周期保持同步。

　　McElhinny 說，當研究人員研究知更鳥時，他們不必從它的眼睛或任何可怕的東西中取出蛋白質。

　　為了測試隱花色素蛋白質，他們能夠合成編碼蛋白質的 DNA，將其作為宿主在細菌內部生長，然后收獲它，就像敲開堅果殼來獲取肉一樣。

　　美國陸軍-空軍-海軍聯合項目的研究人員在遷徙的歐洲知更鳥的眼睛中發現了一種蛋白質，它可能是不使用 GPS 導航地球磁場的關鍵。（軍隊）

　　然后他們研究了蛋白質的組成部分，即氨基酸鏈。在該鏈中連續有四個色氨酸氨基酸。

　　科學家們推測，這排色氨酸允許電子從一個“跳躍”到另一個，產生所謂的對磁敏感的自由基對。這為鳥類的大腦提供了一種可遵循的模式，在某種意義上使其與環境中的磁場同步。

　　為了測試這一點，他們合成了隱花色素的版本，其中四種色氨酸中的每一種都被獨立破壞，以查看該鏈是否仍然允許跳躍。而它沒有，這意味著四色氨酸鏈是允許“跳躍”的關鍵，他們認為將鳥的眼睛和大腦與周圍的隱形磁場聯系起來。

　　為了進一步驗證，研究人員嘗試從雞和鴿子、非候鳥中分離隱花色素蛋白，它沒有用。這導致研究人員提出另一個假設——隱花色素蛋白的這種功能是遷徙動物或至少候鳥獨有的。

　　美國陸軍-海軍-空軍資助的研究需要新的方法來測量鳥眼中的蛋白質如何工作。在某些情況下，團隊必須開發自己的方法和設備設置。（軍隊）

　　“我們認為這些結果非常重要，因為它們首次表明來自候鳥視覺器官的分子對磁場很敏感，”奧爾登堡大學生物與環境科學研究所的 Henrik Mouritsen 教授說。

　　然而，盡管取得了成功和發現，Mouritsen 警告說，這可能不是鳥類導航的最終答案。那是因為這項工作是在實驗室中完成的，而不是在自然界中完成的。測試的磁場比在戶外發現的強得多。

　　“因此，仍然需要證明這種情況正在鳥類眼中發生，”穆里森說。

　　在這個層面上所做的工作被稱為“基礎研究”。從本質上講，它在實驗室環境中提出了基本問題，這些問題可以成熟或推進到更多的實驗室外應用。

　　“如果我們能證明隱花色素 4 是磁性傳感器，我們將證明一種基本的量子機制，它使動物對環境刺激的敏感度比以前認為的弱一百萬倍，”牛津大學化學教授 Peter Hore 說。