動物昆蟲會先知道自然界大災難來臨前兆的原因為何?

Ｑ：動物昆蟲會先知道自然界大災難來臨前兆的原因為何?
Ａ：人類們長期在自然界大災難來臨前，時常觀察到許多動物在震前有種種異常反應：畜不進圈狗狂叫，冬眠蛇出老鼠鬧，鴨不下水雞上樹，蜜蜂飛遷魚上跳，鸚鵡撞籠鴿驚飛！

從大量地震資料來看，已知地震前有異常反應的動物約有近100種，包括昆蟲、魚類、蛙、蛇、鳥類。獸類和家禽家畜。其中以狗、魚、貓、雞、鳥和豬等反應最為明顯。

地震是地球內部巨大的能量釋放現象之一。有人曾作過計算，一次7級地震釋放出來的能量，相當於20多枚2萬噸級原子彈釋放的能量，所以在震前必然有各種物理、化學和氣象等變化，如地熱、地電、地磁、光、聲、氣候、地下水化學成分都會有一定的局部變化。這些變化，即使是非常輕微的，但對一些動物卻具有十分敏銳的感受力，於是引起它們生理上和行為上的反應，這就是動物在震前的異常行為。

目前，人們雖然已經知道有些動物能預報地震，但是對於它們預報地震的機理還沒有完全清楚。據科學家說，科學上有以下三點解釋和推測：

第一，對超聲波和次聲波的感受
魚類和其他一些水生動物能感受到人所不能感受到的超聲波和次聲波。一般人所能感受到的聲波範圍為 16～20 000赫，小孩可以達到22000赫，高於或低於這個聲波範圍就不能感受到。魚類內耳和身體兩側有側線感受器，這是一種機械感受器，能感受1～25赫的次聲波，即使對水流壓力的微小變化或微弱的水流波動也很敏感；水母（海蜇）的傘體邊緣有感覺球，能感受8～13赫的次聲波。漂浮在水面上的水母，能在暴風到來之前，感受到由於流動的空氣與波浪摩擦而產生的次聲波，因此及時離開淺海，避免被巨浪砸碎的災難；在海洋中的海豚，能感受50～100000赫的聲波，又具有完善的聲納系統。因此，它能利用超聲波正確地追蹤數千米以外的魚群，並能分辨出種類。由此可見，魚類和其他一些水生動物在震前出現異常反應的原因，很可能是與強震前有次聲波和超聲波發生有關。

第二，對熱的變化的高度敏感
在地震前，穴居動物都有明顯的異常反應。例如，蛇類具有頰窩或感覺小窩，窩內的感覺細胞對「熱」極為敏感。有人用南美洲的蟒蛇作過試驗，在波長為10600納米的紅外線下，熱量在每平方厘米0.084焦時，就有熱感覺反應。由此推測，蛇在震前的異常反應，可能與地熱變化有關。

第三，對微弱的機械振動的感受
家禽和鳥類的腿部具有微小的感振小體，它們憑此能感受到枝頭或地面上十分微弱的機械振動（幾十至一二千赫）。中國科學院生物物理研究所曾做過這樣的試驗：用100只家鴿分作兩組，每組50只，將其中一組家鴿的感振小體與中樞神經之間相聯繫的神經切斷。結果，在一次4級多的地震前，切斷神經的一組家鴿基本上安靜如常，而另一對照組家鴿都驚飛了。這說明家鴿的感振小體能感受到震前的波動。在強震前，豬、牛、羊等家畜普遍出現異常反應的原因，可能與它們的腿部、趾部和腹部腸系膜等部位，分佈著大量對感受機械振動非常敏感的環層小體有關。

此外，蝙蝠能感受1500～150000赫聲波。它的超聲定位系統極為優越，不僅分辨率高，而且抗干擾性強，能從比信號高出200倍的噪聲背景中接收小昆蟲身上反射回來的信號。因此，蝙蝠在地震前遷飛，是與感受超聲有關的。

Ｑ：人類是否可經由了解及確認他們這方面的能力後，善加利用動物昆蟲他們預知的能力來變成對人類的警訊呢?
Ａ：當然可以，不過科學家們正在努力中...........！
資料來源：http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1008051500603


動物察覺磁場的本領
按：《自然》(nature)期刊今年4月22日刊登文章〈察覺磁場〉(Magnetic-field perception)談動物感受磁場，以問答方式呈現，既有趣又增長對周遭動物的認識，本刊選譯精彩部分，以饗讀者。

動物查覺磁場的證據何在?

主要在動物行為方面。最常用的方式為改變動物周遭的磁場，然後觀察其定位或行進的對應變化。在實驗室裡，方便精確設定與校準磁場，因此為科學家最常的作法。但是在野外觀察也需要，觀察動物移棲或歸巢。例如，使用磁場遠大於地磁的標準磁塊，將磁塊放在歸巢鴿子和海龜上，在一些情況下會擾亂其行進。生物神經科學的研究，也提供相關的證據。電生理紀錄和活動相關的基因表現顯示，改變動物周遭的磁場會改變其神經元、神經、腦部等的電活動。

動物從地磁得到什麼資訊?

可能獲取的資訊有2種，最簡單的為方向資訊，讓動物維持一致性的前進，例如朝北或朝南；具備此種能力的動物稱為具有「磁指針」(magnetic com-pass)。相對地，有一些動物也能從地磁導出位置資訊，亦即，可由地磁線索評估其概略地理位置，或相對於目標的位置；從地磁導出位置資訊的動物就稱具備「磁地圖」(magnetic map)。

地理磁場怎麼當地圖用?

諸如磁場強度與俯角等的一些地理磁性常數，在地表上會逐漸變化，因此適合當作尋找位置的線索，海龜和龍蝦等動物就能察覺這些磁性成份。學習某特定目的磁場特徵，和環繞的磁地形，這些動物會使用地理磁場領航導向某特定的目標。事實上，一些動物具備根據地磁定位(而非根據衛星信號定位)，或可稱為低解析度的生物「全球定位系統」。

察覺磁場的能力只限於移棲物種嗎?

不然。在生理基因上，磁性敏感度相當廣泛存在於所有主要脊椎動物、部分軟體動物、甲殼類、昆蟲(其中，蒼蠅、雞、鼴鼠等均不移棲)。現已有證據顯示，牛會依地磁而自行安頓(雖然我們尚未知原因)。

為何不易找出磁性受體?

磁場不像其他感官刺激，因為磁場自由穿過生物體。嗅覺和視覺等的受體必須與外界環境接觸，而磁性受體(magnetoreceptor)也許存在於動物體中任何地方。另外，聚焦與感受磁場的大附屬結構(就如耳膜和眼水晶體)也許不存在，因為很少生物物質影響磁場。磁性受體可能很小、散佈於組織中，或其傳遞程序可能經由一組化學反應而成，因此，沒有明顯的專用感覺器官或結構。

動物如何偵測磁場?

目前有3種主要的假說：引發電磁感應、包含磁鐵的系統、化學磁性受體。

電磁感應是怎麼回事?

若一塊導電物質行經磁場(與磁力線平行之外的方向)，則正負電粒子會移動到此塊物質的相反邊，導致兩端電壓(它與磁場的相對運動速度與方向有關)。若此塊物質浸在導電介質(相對於磁場為固定的)中，就會產生電流，流經該介質與此塊物質。此種電磁感應原理，似乎可解釋板鰓魚類(鯊魚、魟魚、鰩魚)為何會察覺磁場。可能是因為這些動物為導電體，具有高度敏感的磁性受體，游經地磁時可測到感應電流的電壓變化。

許多動物也用類似的感應機制嗎?

也許不是。此種機制需要高度敏感的磁性受體，這在許多物種中不存在。另外，海水高度導電，但空氣則不然。因此，鳥類和其他陸棲動物無法像海中魚類般使用磁性受體。這些動物很可能使用另外2種機制(磁鐵、化學磁性受體)。

磁鐵假說是什麼?

磁鐵礦(Fe304)晶體為磁性受體的基礎。有些細菌會產生磁鐵晶體，因此，細菌可依地磁力線而移動，科學家已在一些磁性敏感動物中發現磁鐵；曾經細密研究的個案是鲑魚和虹鳟魚，後者的磁鐵存在於鼻子部位，對磁性刺激會起反應。從魚類和其他動物分離出的磁鐵，主要是鐵電性單域(singledomain)晶體，很像細菌中的，它是很小(直徑約50奈米)的永久磁鐵。這些晶體是磁性敏感之源。

磁鐵怎麼作用的?

磁鐵晶體與地磁對齊時，會對次級受體(拉伸受體、毛髮細胞、機械受體)施加力距或壓力。另外，細胞間磁鐵旋轉時，可直接打開神經細胞的離子通道(若支架微絲連結晶體到通道)，打開這些通道讓離子流經神經細胞膜，產生腦與神經系統通訊用的電信號。

動物中所有的磁鐵晶體均一樣嗎?

不然。有些動物中的晶體比較小，磁性也不同；這些「超級順磁晶體」(superparamagnetic crystal)不像鐵電性單域晶體，並無永久磁矩；反而，超級順磁晶體的磁軸會追尋周遭磁場(雖然晶體保持固定)。科學家已偵測到鴿子喙上方的層層超級順磁晶體，其群聚的晶體就在神經端點與細胞膜上，此位置適合傳遞地磁刺激到神經系統中。

化學磁性受體為何?

受到地磁影響的生化反應會導致化學磁受作用，這些反應包含自由基的中間體。

磁性敏感反應存在嗎?

是的。早在1970年代，科學家已發現一些包含自由基的化學反應，會受到施加磁場的影響；因此，這個觀念並非只是假說。要瞭解這些反應，需在遠大於地磁的磁場中。

化學磁性受體可能位在何處呢?

很可能在視覺系統中。許多有名的自由基與配對反應均以移轉電子開始，藉由吸收光而誘發的；就這導致化學磁性受體的觀念，若存在，也可能是光受體。與光刺激的連結導致藍光敏感的光接受蛋白質，稱為「隱色素」(cryp-tochrome)，存在於許多動物中。

有證據顯示隱色素存在?

隱色素似乎具備所需的化學性質，在移棲鳥中，它們聚集在視網膜細胞中，在鳥類磁導航飛行時，顯示高度神經活動。這些視網膜細胞和稱為群聚N(cluster N)的前腦區連結；切除群聚N會阻斷磁導航，但不會影響其他導引行為。最直接的隱色素作用證據來自果蠅實驗：訓練果蠅在簡單磁場下的迷宮行進，缺乏隱色素基因的變種果蠅則無法完成此項動作；但是當隱色素基因插入果蠅後，其磁敏感能力就回復了。

視覺感受磁場是怎麼回事?

磁敏感動物看世界時，牠們看到重疊在正常(對人類而言)視野上添加了信號，由光或顏色的型式組成，依動物臉部的方向而變異。若此說法為真，則動物就可學習將某特定視覺訊號和特定磁方向關聯起來。

未來研究方向?

果蠅、斑馬魚、軟體動物mollusc Tritonia，是已知對磁刺激會起反應的三種模式動物，科學家正密切研究中。

資料來源：http://blog.sina.com.tw/cj_lankofun/article.php?pbgid=33100&entryid=619293