水生细菌的磁罗盘_物理论文

1975年,有人用显微镜研究盐泽的泥浆沉淀物时,观察到有些微生物持续不变地向一个方向游动,它们聚集在一滴污水的某一边缘.

这是一种趋光性反应吗?不是,因为不管落在显微镜片上的光怎样分布,细菌总是游向同一个边缘,甚至当显微镜被木盒盖住、转向或移放到其它房间时，细菌仍然游向同一方向。

这究竟是怎么一回事呢？细菌是最简单的微生物之一，它的这种运动与地球的磁场有关吗

实际上这是一种趋磁性行为。实验证明：当把一小滴泥浆用暗场照明的显微镜在低倍率（约80倍）下放大检查时，游动的、折射光的细菌看起来像一些游动的小光点。在只有地磁场而没有其它磁场作用时，一些细菌就持续不断地向北游动，并聚集在小水滴的北面的边缘。如果把一条形磁铁放在附近，细菌就游向吸引罗盘针指向北端的那一极。

引起趋磁性的内因是：在细菌的细胞质内有一些500埃宽的小颗粒，每一颗粒是一个单磁畴。这样的小颗粒称为磁生小体。它们通常是立方体或八面体、平行于细胞的长轴排列成单链或双链。

这样，趋磁性的最简单解释是，一个正在游动的细菌由于地磁场施加于磁性小体的转动力矩而被动地指向。例如，当磁场强到几个高斯时，细菌会很好地选取择方向且有较大的波动速度。磁场较弱时，由于受热扰动影响，定向能力较弱，在磁场方向中游速就较慢。

除了基某些水生细菌外，密蜂、蝴蝶、海豚、家鸽等体内也发现有磁性物质。