作者：科学声音 吴京平（平哥） —————— 现在大家要去外地旅行，只要拿个手机就基本上不会迷路，因为现在的手机上都是有导航地图的。依靠卫星定位，我们能方便快捷的知道自己身处的位置。 古代虽然没有卫星导航，但是凭着手里的纸质地图，凭借着观察周围的地形地貌特征，比如山上有座宝塔，比如路边有棵大树，也还是可以知道自己大致在什么位置。但是，在沙漠里，大家就彻底懵圈了，放眼望去，周围的沙丘都长得差不多。比沙漠更麻烦的是海洋，那就更是不辩东西南北，茫茫大海彻底没了特征。 怎么办呢？只能靠满天的星斗来作为参照物，这就是所谓的＂天文导航＂技术。到现在，我们也仍然是依靠天上的星星来导航的，只是换成人造卫星而已。但是，水里的鱼该怎么办呢？它们生活在水里，连抬头仰望星空的可能性都很小。 2005年，科学家发现，大白鲨可以从南非游到澳大利亚。第二年又沿着一条直线游回了南非（它当初居住的老家），有这种能力的鲨鱼当然不止这一种，这是一种令人难以置信的本事。它们是如何做到的呢？鲨鱼是如何在水下导航的？它怎么知道自己游的方向是正确的？水里的能见度也很差，鲨鱼是很难依靠辨别周围的景物来判断位置的。 它们也不可能像狗一样闻着味儿回家，海里的气味会扩散，会被洋流冲走。再说这路也太长了，从南非到澳大利亚，起码要走1万公里。鲨鱼嗅觉再灵敏也做不到啊。 从20世纪70年代开始，科学家们就怀疑海里鲨鱼、鳐鱼这类的鱼能够探测到磁场。既然如此，很有可能鲨鱼会利用磁场来导航。但是，鲨鱼并不是那么容易研究的，这不是小鱼小虾，弄个水缸就能研究。鲨鱼很大，很凶猛，小池子放不下。 科学家们是怎么知道鲨鱼能感知到磁场呢？夏威夷大学的卡尔·迈耶研究小组弄了个7米见方的大池子，然后在池子下面布置好电磁铁，里面放了7条小鲨鱼。每次吃饭前，就给电磁铁通上电，鲨鱼本来都在闲逛，见到有食物来，马上全都冲着食物冲过去了。 久而久之，大家发现，每次给电磁铁通上电，即便不投放食物，鲨鱼也会奔着投食的地方游过去。这说明，鲨鱼把磁场的变化和投放食物联系在了一起，这就是所谓的条件反射。马戏团训练动物全靠这个办法。由此可见，鲨鱼对磁场是有感觉的。 我们对于一个科学问题，当然是从猜想开始的，既然我们知道鲨鱼能感觉到磁场，那么我们当然会自然而然的联想到，鲨鱼可能会利用磁场导航。我们中国人不就是最早用指南针导航的民族嘛。从原理上说得通，听上去没毛病。但是，仅仅听起来没毛病是不够的，需要做实验来证实。 说到重点了，那么，如何在实验室里复现呢？直到最近，一篇发表在《当代生物学》杂志上的论文揭开了这个秘密。佛罗里达大学的布莱恩·凯勒和他的同事们设计了一个实验。他们在佛罗里达的海岸附近抓了20只窄头双髻鲨。这种鲨鱼能迁徙几百公里的距离，每年都要回到同一个河口附近，也就是说它们能够精确导航，找到自己的老家。 为什么不用大白鲨？放不下。中不溜的也要快5米长，大号的足有6米4，这要修多大一个池子才能游开啊？算了，来条小的吧。 窄头双髻鲨体型很小，成年的体型也不过才70厘米左右，幼年的小鲨鱼也才30多厘米长，非常适合做实验。 他们把鲨鱼轮流放进一个蓝色的大圆水池，一条一条地单独做实验。水池下面安装了电磁线圈，可以用电磁线圈来模拟地球上任何一点的磁场。地球上每个地方的磁场方向和强度都是不一样的。 一开始，他们先模拟了墨西哥湾沿岸的磁场情况。这些小鲨鱼都是从这个海域抓来的，这里是他们的老家。他们并没有显示出有什么异常，总是该吃就吃该睡就睡，该溜达就溜达。小鲨鱼的游动方向完全是随机的。 然后研究团队模拟老家以北600公里处的磁场状况的时候，这些小鲨鱼看上去有点懵圈，不知道该往那边走，也就只能到处溜达，方向上并没有显示出特别的偏好。但是当模拟老家以南600公里处的磁场的时候。小鲨鱼普遍都显示出了向北的偏好，撞北墙的次数明显比撞南墙的要多很多。 那么，我们该如何解读这个现象呢？很可能，小鲨鱼能够感觉到磁场的差异，这是先天的能力。但是利用磁场状况判断自己的位置，这是后来练出来的。这些小鲨鱼很可能曾经游到过南边600公里之外的地方，对这里的磁场状况有记忆，有经验。它们以为自己在南边的海里，它们想回家，所以才会时不时的向北游动。 但是，当科学家们模拟出北边600公里处的磁场的时候，这些小鲨鱼都茫然了。这个磁场，自己没碰到过，这是哪儿啊？它们只能四处游动，没有明显的方向偏好。 也难怪小鲨鱼普遍懵圈，北边600公里的地方是陆地。小鲨鱼们想去也去不了啊，除非被人类捉了去，它们不可能有任何以往的经验。 到底鲨鱼是用什么器官来感受地球的磁场呢？现在还没有确切的答案。有一个理论说，它们的脑子里有某种更够感受磁性的细胞。另一种说法是有可能是视网膜之中一种叫做＂隐花色素＂的蛋白质在起作用。 很久以前，解剖学家劳伦兹尼就发现了鲨鱼的鼻子附近有斑点一样的小孔，他这一辈子都没搞清楚这个生理结构是干什么用的，但是他坚信这东西有用。到后来，大家才发现，这些结构能感受微弱的电流变化，起了个名字叫劳伦氏壶腹。鲨鱼就是靠这个器官探测周围微弱的电流，以此来发现猎物，感知环境的变化。 劳仑氏壶腹能够感受到电场的变化，电磁不分家，感受磁场的变换，应该也是没问题的。是不是只依靠这一个器官，现在无法断定。 现在大家都知道脑电波，都知道心电图，其实生物体身上多多少少都能发出微弱的电流，空气不导电，我们陆地动物感觉不到。但是鲨鱼生活在海里，海水是导电的。人家鲨鱼演化出了这种能力，人家能感觉到，我们不得不感叹大自然的神奇。 最近，很多地方都在海边建风电厂，风力发电机建在浅海，用电缆把电力传回岸上，海底电缆产生的磁场会对鲨鱼产生什么影响，现在了解得还不多。这也是科学家们下一步要研究的目标。 如今大白鲨现在已经上了《濒危物种公约》的目录，被列入了目录的鲨鱼还不止大白鲨一种。鲸鲨、长鳍真鲨、蝠鲼等等都是濒危动物。保护自然环境任重而道远。 好，就说这么多吧。