美国陆军-空军-海军联合项目的研究人员在迁徙的欧洲知更鸟的眼睛中发现了一种蛋白质，它可能是不使用 GPS 导航地球磁场的关键。

　　美国军方资助的科学家已经分离出一种存在于候鸟眼中的蛋白质，它可以解释我们的鸟类朋友如何在没有地图的情况下长途跋涉 - 以及未来的士兵如何在没有 GPS 的情况下使用这种能力进行战斗。

　　该研究处于早期阶段，未来几年不太可能掌握在士兵手中。但它最终可能会导致其他研究和军事发展领域的直接应用或不可预见的机会。

　　几十年来，研究人员一直假设鸟类、鱼类、海龟和昆虫可能如何利用地球磁场在全球范围内进行远距离导航。

　　以及根据陆军发布的消息，来自美国陆军研究实验室、全球海军研究办公室和空军科学研究办公室的联合资助支持准确地隔离导致这种情况发生的原因，最近英国牛津大学的研究人员在科学杂志《自然》上发表了一篇论文。

　　据新闻稿称，通过分析迁徙的欧洲知更鸟，研究人员在鸟眼中分离出一种蛋白质，然后对其进行测试，以了解这种蛋白质可以帮助鸟类探测地球磁场并导航它们的迁徙。

　　美国《陆军时报》采访了陆军研究实验室生物化学项目的项目经理 Stephanie McElhinny 博士，讨论了这一发现及其影响。

　　在军事背景下进行生物化学研究的关键目标和挑战之一是从脆弱的活体中获取生物材料——在这种情况下是蛋白质，并进入更强大的系统。或者至少，研究人员需要在寻找未来战斗优势的士兵手中掌握这些材料的特性。

　　2021 年 4 月 15 日，在 Hohenfels 训练区的 Dragoon Ready 21 期间，一名分配到第 2 骑兵团的士兵准备手动发射 AeroVironment RQ-11 Raven 无人机，以侦察敌方部队。（Spc. Zachary Bouvier/陆军） （Spc. Zachary Bouvier/联合多国准备中心）

　　“蛋白质具有非常酷的功能，但如果我们可以将它们放在一个不需要保持湿润的陆军系统中，它们会更酷，”麦克尔欣尼说。

　　McElhinny 解释说，科学家们假设这种蛋白质——隐花色素——在磁感应中发挥了作用。隐花色素并非鸟类独有。人类拥有相同的蛋白质，它有助于调节我们的昼夜节律，或地球自转的自然日光/黑暗模式。

　　节律是人类的生物钟，而隐花色素有助于使该生物钟与光周期保持同步。

　　McElhinny 说，当研究人员研究知更鸟时，他们不必从它的眼睛或任何可怕的东西中取出蛋白质。

　　为了测试隐花色素蛋白质，他们能够合成编码蛋白质的 DNA，将其作为宿主在细菌内部生长，然后收获它，就像敲开坚果壳来获取肉一样。

　　美国陆军-空军-海军联合项目的研究人员在迁徙的欧洲知更鸟的眼睛中发现了一种蛋白质，它可能是不使用 GPS 导航地球磁场的关键。（军队）

　　然后他们研究了蛋白质的组成部分，即氨基酸链。在该链中连续有四个色氨酸氨基酸。

　　科学家们推测，这排色氨酸允许电子从一个“跳跃”到另一个，产生所谓的对磁敏感的自由基对。这为鸟类的大脑提供了一种可遵循的模式，在某种意义上使其与环境中的磁场同步。

　　为了测试这一点，他们合成了隐花色素的版本，其中四种色氨酸中的每一种都被独立破坏，以查看该链是否仍然允许跳跃。而它没有，这意味着四色氨酸链是允许“跳跃”的关键，他们认为将鸟的眼睛和大脑与周围的隐形磁场联系起来。

　　为了进一步验证，研究人员尝试从鸡和鸽子、非候鸟中分离隐花色素蛋白，它没有用。这导致研究人员提出另一个假设——隐花色素蛋白的这种功能是迁徙动物或至少候鸟独有的。

　　美国陆军-海军-空军资助的研究需要新的方法来测量鸟眼中的蛋白质如何工作。在某些情况下，团队必须开发自己的方法和设备设置。（军队）

　　“我们认为这些结果非常重要，因为它们首次表明来自候鸟视觉器官的分子对磁场很敏感，”奥尔登堡大学生物与环境科学研究所的 Henrik Mouritsen 教授说。

　　然而，尽管取得了成功和发现，Mouritsen 警告说，这可能不是鸟类导航的最终答案。那是因为这项工作是在实验室中完成的，而不是在自然界中完成的。测试的磁场比在户外发现的强得多。

　　“因此，仍然需要证明这种情况正在鸟类眼中发生，”穆里森说。

　　在这个层面上所做的工作被称为“基础研究”。从本质上讲，它在实验室环境中提出了基本问题，这些问题可以成熟或推进到更多的实验室外应用。

　　“如果我们能证明隐花色素 4 是磁性传感器，我们将证明一种基本的量子机制，它使动物对环境刺激的敏感度比以前认为的弱一百万倍，”牛津大学化学教授 Peter Hore 说。