生物的神秘“电嗡嗡声”可能起源于原始的闪电

  新浪科技讯 北京时间8月11日消息,据国外媒体报道,大多数动物,包括我们自己,都具有一种神秘的“电嗡嗡声”(electrical hum)。没有人知道它来自哪里,以及为什么会存在。现在,新的研究表明,这种电嗡嗡声可能来自原始的闪电。

  在大多数脊椎动物和无脊椎动物中,都存在着一种恒定的本底细胞电活动,通常“回荡”在神经系统中,频率范围为5到45赫兹——远低于人类所能听到的声波范围。近日一项新研究指出,这种极低频(ELF)的嗡嗡声与大气中雷电活动引起的自然振动重合。

  “大约20年前,我们开始发现许多生物系统,从最简单的生物(如海洋中的浮游动物)到我们人类的大脑,都具有频率范围与全球雷电活动完全相同的电活动,”研究的第一作者、以色列特拉维夫大学波特环境与地球科学学院的科林·普莱斯(Colin Price)说,“我们认为,在演化的时间尺度上,在数十亿年的时间里,各种生命形式可能利用了大自然赋予它们的某些东西,并以某种方式与这些频率同步,或者适应了这些频率。”

  在世界范围内,每秒钟有50到100次闪电击中地面。自20世纪60年代以来,人们就知道这些雷击会产生极低频的电磁波,并在地球大气层周围产生共振。这种地表与电离层之间的全球性电磁共振被称为“舒曼共振”(Schumann resonances),这种极低频电磁波即“舒曼波”。自地球有大气层以来,舒曼波就已经存在,环绕地球的历史达几十亿年。尽管最强烈的共振频率接近8赫兹,但也有一些频率在3到60赫兹之间。如今,我们可以在地球上任何地方测量到舒曼共振,比如远离电网的沙漠。

  在这项新研究中,科学家提出,原始细胞可能以某种方式使其电活动与这些天然的大气共振同步,特别是接近8赫兹的共振峰值。这样的同步并不罕见。我们的昼夜节律就与昼夜和季节变化同步;许多物种也能依靠地球磁场导航。

  今天,并不是所有的生命都以舒曼共振的方式“振动”。研究人员认为,尽管早期生命在8赫兹左右是同步的,但随着动物演化,细胞活动会慢慢转移到其他频率,不同的频率用于不同类型的大脑活动。例如,人类脑电波的特定频率与特定的精神状态有关,包括警觉性、做梦和深度睡眠等。舒曼共振最接近于人类深度放松状态时的频率,这表明原始生命可能也曾处于类似的状态。

  尽管这项研究有可能促进医疗应用的开发,但从本质而言,这种共振对人体有害的可能性很小。舒曼波是一种自然状态,而我们经常被这种波包围。

  “我们生活在这些电磁场当中,已经适应了它们,与它们一起演化,它们可能也已经影响了我们的演化,”普莱斯说,“但我不认为这些场现在会直接影响我们。否则,每当附近有雷雨时,我们可能就会摔倒或者怎么样。”

  研究人员尚未确定闪电的共振和生物电活动是如何同步的。有一种观点认为,雷击可能影响了细胞内钙离子的转移,而这正是动物体内大部分电活动产生的原因。

  然而,并非所有科学家都赞同这项研究提出的新理论。美国伊利诺伊大学芝加哥分校的林治义(James Lin)教授是生物电磁辐射领域的著名专家,并没有参与这项新研究,他表示:“公平地说,这个观点只是推测。”他举例称,一些电信号,比如控制心率的电信号,与体重的关系比舒曼共振更为密切。

  研究人员仍在研究生物体内这种“电嗡嗡声”的可能机制,并希望将工作扩展到植物学领域,寻找这些大气中的电磁共振对光合作用的可能影响。“越来越多的证据表明,天然大气中的电磁频率与生物有机体之间确实存在联系,”普莱斯说,“但我们并不了解这种联系究竟是什么,是如何运作的。因此,这只是一个开始。我们只是将这个观点发表出来,希望其他人能进一步推进。”(任天)

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