许多鸣禽在迁徙过程中利用地球磁场作为向导，但无线电波会干扰这种能力。一项新发表的研究发现了干扰磁罗盘的频率上限。
虽然无线电、电视广播和民用无线电发射的无线电波会干扰候鸟的磁罗盘，但移动通信网络中使用的无线电波不会，因为频率太高，不会影响它们的方向感。
这是由奥尔登堡大学的Henrik Mouritsen教授和牛津大学的Peter Hore教授领导的研究小组在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一项新研究的关键发现。
这一发现也支持了研究人员的理论，即这些鸟类的磁罗盘感觉是基于它们眼睛中的量子力学效应(称为自由基对机制)。在这项研究中，研究小组在一台超级计算机上将行为实验与复杂的量子力学计算结合起来。
莫里特森、霍尔和同事们在2014年已经证明，调幅无线电波波段中的电烟雾(人类制造的电磁噪声)，比如家用电器产生的电磁噪声，会损害候鸟利用地球磁场定位的能力(称为磁接收)。
他们假设这种对人类无害的弱电烟雾影响了候鸟视网膜某些细胞中复杂的量子物理过程，这些过程使它们能够在地球相对较弱的磁场的帮助下导航。但电烟雾是否也会影响自由飞行的鸟类，如长途候鸟，其数量在一段时间内由于未知的原因一直在下降，目前尚不清楚。
在目前的研究中，研究人员仔细研究了量子力学机制之间的联系，他们怀疑量子力学机制构成了鸟类磁感的基础，而无线电波破坏了这种机制。他们的目的是找到磁罗盘感觉功能的进一步证据，从而为进一步研究鸟类迁徙行为的破坏性影响提供基础。
他们感兴趣的焦点是截止频率，在这个频率之上，候鸟的导航不受影响，因为确定这个值可以得出关于鸟类实际磁传感器特性的结论。他们的理论是，这种传感器是一种名为cryptochrome 4的光敏蛋白，它具有必要的磁性。
科学家们最初的理论预测是，截止频率将在甚高频(VHF)范围内的120到220兆赫之间，因此研究小组在该范围内使用不同的频段对欧亚黑头莺进行了行为实验。在2022年发表的一项研究中，研究人员已经证明，频率在75到85兆赫之间的无线电波会干扰这些小型鸣禽的磁罗盘感。
这些实验表明，当他们暴露在这些无线电频率下时，他们的磁罗盘停止工作，但没有暴露也能正常工作。黑头莺是长距离和中距离的候鸟，在每年的迁徙中可以覆盖很长的距离。
在目前的研究中，由Mouritsen和Hore领导的团队以及两位主要作者——来自奥尔登堡大学的生物学家Bo Leberecht和化学家Siu Ying Wong——进行了频率在140到150兆赫之间和235到245兆赫之间的实验。他们发现，这两个频段的无线电波都不会影响鸟类的磁罗盘感应——这证实了科学家们的理论预测。
研究人员还进行了模型计算，模拟了隐花色素蛋白内部的量子力学过程。在这些计算的基础上，他们能够进一步缩小截止频率，到116兆赫兹。根据模拟，高于这个频率的无线电波只会对鸟类的磁场方向产生微弱的影响。实验结果证实了这一预测。
“我们的实验，加上详细的理论预测，提供了强有力的证据，证明候鸟的罗盘磁感受器是基于含有黄素的自由基对，而不是完全不同的受体，例如基于磁性纳米颗粒的受体，”Mouritsen解释说。
更好地了解磁感对加强对候鸟的保护具有重要意义。它可以提供一些关键问题的见解，比如什么样的电磁辐射会使鸟类偏离航线，因此应该避免在自然保护区等候鸟停下来休息的地方。
莫里特森强调，尽管无线电和电视广播或民用无线电中使用的无线电波在干扰磁接收方面起着决定性的作用，但移动通信网络并不会损害鸟类的磁感应:“这里使用的频率都高于相关阈值。”
这项研究是合作研究中心(CRC)的成果:脊椎动物的磁接收和导航:从生物物理学到大脑和行为，莫里特森是该中心的发言人。CRC的国际团队包括来自广泛学科的研究人员，包括神经生物学、量子物理学、生物化学、计算机建模和行为生物学。
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希望本篇文章《探讨哪些无线电波会干扰候鸟的磁感应导航》能对你有所帮助！
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