生命科学重要成果

【台湾《联合报》７月２日报道】题：蜜蜂体内发现“超顺磁铁”
昨天出刊的美国《科学》杂志介绍引起生命科学界关注的研究成果：国立清华大学生命科学研究所教授李家维、研究生徐锦源首度在蜜蜂腹部发现“超顺磁铁”，依此随着地球磁场的变化，蜜蜂体内的磁铁粒子会胀或缩，传送到脑部，蜜蜂才会认得方向。
清大生科所教授李家维说，这个研究成果，为科学家过去猜测生物体内含有磁性物质，以及行为会受到地球磁场影响的说法，找到更明确的证据。过去知道的是，长距离迁徙的鲑鱼及候鸟等，不论阴晴都能依循固定路线，很可能以地球磁场为“路标”，科学家曾从它们的头部萃取出磁铁。
现任国立自然科学博物馆副馆长的李家维说，科学家虽然发现生物体内存在磁性物质，却不知道磁铁的来源及确实位置，更不知道生物磁铁如何能感应地球磁场。
科学家曾观察到蜜蜂筑巢喜欢“南北向”，飞舞的方式也受周围磁场影响，另外若将蜜蜂关在黑盒子，用汽车送至三四公里外释放，蜜蜂仍可以找回蜂巢；若在蜜蜂身上绑磁铁，就扰乱了蜜蜂的判断力，显示蜜蜂确能感应地球磁场。
清大研究生徐锦源仔细观察了工蜂腹部一群细胞内的铁颗粒形成过程，又透过清大贵重仪器中心陈福荣教授协助，以４０万电子伏特透式显微镜观察这些铁颗粒，放大１８０万倍后，从绕射图谱与傅里叶转换计算，证实铁颗粒的核心处有近万个超顺磁铁粒子；粒子的直径为零点零一微米，远小于任何已发现的单晶磁铁。这是首次在动物细胞内找到超顺磁铁，并明确了解其形成方式和位置。
李家维教授进一步发现蜜蜂磁铁的运作原理，蜜蜂体内的铁颗粒表面包覆一层细胞膜，再以蛋白质的细胞骨架“悬吊”在细胞质中，随着地球每一点磁场不同变化，磁铁粒子发生膨胀与收缩，牵动细胞骨架，将信息由紧密相连的神经细胞传送到脑部。
虽然人类不能自我形容在变化磁场的感觉，但研究显示，人类身体的生理及行为很可能受磁场影响。
超顺磁铁顺磁是指一般磁铁，在外加磁场下，磁轴和外加磁场变为同向，且不再改变方向，除非再受到另一更强、不同向的磁场影响。
超顺磁铁在外加磁场下，也变为同向磁轴，但粒子太小，在外加磁场消失后，即开始变向，回复原来的状态，对外在磁场的敏感度大于顺磁，故称为“超顺磁铁”。工业界认为，超顺磁铁是未来相当重要的材料。
科学家过去曾在细菌中发现顺磁，也曾在生物体中萃取出磁铁；但清大生命科学研究所的蜜蜂研究，是人类首度在生物体内发现超顺磁铁。