科学家第一次检测到捕蝇草闭合叶片上的电磁场

多年生草本植物捕蝇草(Dionaea muscipula),单纯看英文名字Venus flytrap的字面意思,就是金星捕蝇器。因为它真心像是令人着迷的外星植物,现在科学家又在它身上发现了另一件令人惊奇的事情:它的叶子紧闭时会产生可测量的磁场。

不仅如此,最新的研究还可以使我们了解到植物生命如何利用磁场信号进行交流并作为疾病的一种指示剂(在人类和其他动物中也有这种现象)。

众所周知,植物的神经系统可传递电信号,但测量它们却是很棘手的工作。

2011年的一项研究使用当时精度最高的原子磁力计来检测著名的超大型臭花——泰坦魔芋周围的磁场。结果发现,植物产生的磁场强度不超过地球周围磁场强度的百万分之一,因此该实验被认为是失败的。

参与当年研究的科学家说,为了避免再次失败,必须专注于小型的系统。

来自德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学(JGU)的物理学家Anne·Fabricant说:“我们已经能够证明多细胞植物系统中的动作电位会产生可测量的磁场,这是以前从未证实过的。”

“动作电位”指快速爆发的电活动,而捕蝇草就存在多种触发条件:如果植物被触摸、伤害、受热或受冷影响或液体流入,则可以触发动作电位。

在这里,研究人员使用热刺激来激活电活动,并使用玻璃电池磁力计来测量磁干扰。这种方法不仅可以将背景噪声降到最低,而且比其他技术更具优势,因为它可以小型化并且不需要低温环境。

测得的磁信号幅度高达0.5微微特斯拉,与人类发射的神经脉冲相当,且仅是地球磁场数百万分之一——微弱,但可检测到。

“可以说,就像MRI扫描。” Fabricant说,“问题在于植物中的磁信号非常微弱,所以原有的技术难以胜任。”

当然,除MRI扫描外,其他技术(如脑电图EEG和磁脑电图MEG)也可用于测量人体磁场。

对植物而言,借助最新研究,现在可以给植物进行不侵入的MRI:可以检测数农作物的体温变化、化学变化或内部的有害生物,而不必破坏植物本身。

而且,我们可以找到植物内部与外部结构通信的电磁信号。

研究人员在论文中写道:“除了原理验证之外,我们的发现还为理解植物中生物磁性分子的基础铺平了道路。将来,磁力计可能会被用于研究多种植物中的长距离电信号,并开发出对植物胁迫和疾病的非侵入性诊断方法。”

该研究已发表在《科学报告》上。

原文:https://www.sciencealert.com/scientists-discover-that-venus-flytraps-generate-little-magnetic-fields

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