海龟的秘密GPS：赤蠵龟如何利用地球磁场学习位置

北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员的一项新研究提供了第一个经验证据，证明赤蠵龟可以学习和记住不同地理区域的独特磁性特征。这一发现为海龟和其他迁徙动物如何长途跋涉到达特定的觅食和繁殖地提供了新的见解。发表在《自然》杂志上的研究结果还表明，海龟具有两种不同的磁感，它们在探测地球磁场方面的功能不同

赤蠵龟以其非凡的迁徙而闻名，它们在内部磁力图的引导下，通过探测地球磁场的变化来确定自己的位置。到目前为止，科学家们推测海龟也可能有能力学习和识别与重要位置相关的磁场，但直到现在，还没有经验证据证实这种能力

“我们的研究首次调查了迁徙动物是否可以学会识别不同地理区域的磁性特征，”该研究的第一作者Kayla Goforth说。“几十年来，研究人员一直推测动物可以学习磁性特征，但这是第一次实证证明这种能力，因此它填补了我们知识中的一个重要空白。”

通过对照实验，研究小组证明赤蠵龟确实可以学习和记住它们接受食物的区域的磁场。这种能力表明，海龟利用学习到的磁性信息导航回觅食区，这有助于解释它们在长距离上的出色导航准确性。更广泛地说，这些发现可以应用于依靠磁性线索导航的各种迁徙动物

北卡罗来纳大学教堂山分校生物学教授肯·洛曼说：“区分不同地理区域磁场的能力可能解释了有多少动物——不仅仅是海龟——可以长距离导航到特定位置。”

该研究还深入探讨了磁感应的潜在机制。结果表明，海龟的磁地图感和磁罗盘感依赖于不同的检测磁场的方式，这表明这些动物存在两种不同的磁感。这一发现在动物如何感知和使用地球磁场的更广泛的科学理解方面取得了重大进展

除了对科学的影响外，这项研究还为保护工作和人类技术进步带来了希望。了解海龟如何探测和解释磁场可以帮助环保主义者减轻人为结构造成的干扰，如电力线和海上风电场，这些结构会干扰自然磁场信号。此外，这项研究的见解可能有助于开发受大自然启发的新型导航技术

来源：Nature

北卡罗来纳大学教堂山分校生物学教授Catherine Lohmann说：“20年来，我们就知道海龟有磁性地图，现在，通过展示它们可以学习新的位置，我们了解了如何构建和修改地图。”。“令人惊讶的是，海龟可以获得大量无形的信息，它们用这些信息以我们甚至难以想象的方式进行导航。”

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这项研究的跨学科性质突出了跨科学领域合作的重要性。值得注意的是，为这项研究构建的专用天线系统与用于单独研究的技术非常相似，展示了电磁原理的广泛应用

北卡罗来纳大学教堂山分校物理与天文学系教授雷科·亨宁说：“值得注意的是，我们为海龟研究建造的天线系统几乎与我们研究过的无关暗物质搜索的天线系统完全相同。”。“这是电磁定律广泛应用的一个很好的例子。”

研究人员计划进一步探索海龟的学习能力、对磁场的敏感性，以及它们如何将学习到的信息整合到现实世界的导航中。这些发现为令人兴奋的新研究途径打开了大门，并加强了跨学科合作在推进科学知识方面的重要作用 More information: Kayla M. Goforth et al, Learned magnetic map cues and two mechanisms of magnetoreception in turtles, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08554-y

Journal information: Nature