维纳斯捕蝇草

捕蝇草被证明能产生可测量的磁场

图片来源:Dreamstime

德国约翰内斯·古腾堡大学美因茨分校的研究人员领导的一个跨学科团队使用原子磁力计来测量金星捕蝇草产生的生物磁信号。

捕蝇草是一种食肉植物,它用叶子形成的闭合陷阱捕捉猎物,这种闭合陷阱是通过与叶子内表面的细小毛发接触而触发的。在这个过程中,电信号触发叶瓣闭合。

现在,科学家们第一次测量了这些移动电荷产生的磁场。这是通过原子磁力计实现的。

物理学家、博士候选人安妮·法布里坎特说:“你可以说,调查有点像对人类进行核磁共振扫描。”“问题是植物的磁信号非常微弱,这就解释了为什么在旧技术的帮助下很难测量它们。”

在人脑中,某些结果中电压的微妙变化是由以动作电位形式在神经细胞中传播的一致电活动引起的。比如脑电图,核磁共振,以及越来越多的MEG,可用于无创地记录这些活动,从而诊断疾病。同样,当植物受到刺激时,会产生电信号,并通过类似于动物神经系统的细胞网络传播。然而,虽然生物磁性在人类和其他动物中已经被很好地记录下来,但在植物中进行的生物磁性研究相对较少。

Fabricant说:“我们已经能够证明多细胞植物系统中的动作电位产生可测量的磁场,这是以前从未被证实过的。”

捕蝇草的叶子在连续两次刺激后闭合猎物;每一个刺激都会触发一个动作电位,这个动作电位在陷阱中传递。

该阱可以多种方式被电激发。除了机械影响,如触摸或伤害,渗透能(如盐水负荷)和热能也可以触发动作电位。在这项研究中,科学家们使用热刺激来触发动作电位,消除了测量中的机械背景噪声。

以前对植物生物磁性的研究仅限于“SQUID”磁力计;20世纪60年代设计的笨重仪器必须冷却到低温才能进行测量。在科学报告研究在美国,研究人员使用原子磁力计来测量磁信号。传感器是一个充满碱原子蒸汽的玻璃电池,它会对局部磁场的微小变化产生反应。这些磁力计可以小型化,不需要冷却到低温。

捕蝇草产生的磁信号振幅高达0.5皮特斯拉:“记录到的信号强度与在动物神经脉冲表面测量中观察到的信号相似,”法布里坎特说。

Fabricant和她的同事们计划测量来自其他植物的更小的生物磁信号。在未来,这种非侵入性技术可能被用于智能农业,用于作物诊断。例如,它可以用来检测对温度突然变化、害虫存在或化学影响的电磁响应,而不会使用电极损坏植物。

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