生物的神秘“电嗡嗡声”可能起源于原始的闪电

发表于 4年以前 | 总阅读数：599 次

在大多数脊椎动物和无脊椎动物中，都存在着一种恒定的本底细胞电活动，通常“回荡”在神经系统中，频率范围为5到45赫兹——远低于人类所能听到的声波范围。近日一项新研究指出，这种极低频（ELF）的嗡嗡声与大气中雷电活动引起的自然振动重合。

“大约20年前，我们开始发现许多生物系统，从最简单的生物（如海洋中的浮游动物）到我们人类的大脑，都具有频率范围与全球雷电活动完全相同的电活动，”研究的第一作者、以色列特拉维夫大学波特环境与地球科学学院的科林·普莱斯（Colin Price）说，“我们认为，在演化的时间尺度上，在数十亿年的时间里，各种生命形式可能利用了大自然赋予它们的某些东西，并以某种方式与这些频率同步，或者适应了这些频率。”

在世界范围内，每秒钟有50到100次闪电击中地面。自20世纪60年代以来，人们就知道这些雷击会产生极低频的电磁波，并在地球大气层周围产生共振。这种地表与电离层之间的全球性电磁共振被称为“舒曼共振”（Schumann resonances），这种极低频电磁波即“舒曼波”。自地球有大气层以来，舒曼波就已经存在，环绕地球的历史达几十亿年。尽管最强烈的共振频率接近8赫兹，但也有一些频率在3到60赫兹之间。如今，我们可以在地球上任何地方测量到舒曼共振，比如远离电网的沙漠。

在这项新研究中，科学家提出，原始细胞可能以某种方式使其电活动与这些天然的大气共振同步，特别是接近8赫兹的共振峰值。这样的同步并不罕见。我们的昼夜节律就与昼夜和季节变化同步；许多物种也能依靠地球磁场导航。

今天，并不是所有的生命都以舒曼共振的方式“振动”。研究人员认为，尽管早期生命在8赫兹左右是同步的，但随着动物演化，细胞活动会慢慢转移到其他频率，不同的频率用于不同类型的大脑活动。例如，人类脑电波的特定频率与特定的精神状态有关，包括警觉性、做梦和深度睡眠等。舒曼共振最接近于人类深度放松状态时的频率，这表明原始生命可能也曾处于类似的状态。

尽管这项研究有可能促进医疗应用的开发，但从本质而言，这种共振对人体有害的可能性很小。舒曼波是一种自然状态，而我们经常被这种波包围。

“我们生活在这些电磁场当中，已经适应了它们，与它们一起演化，它们可能也已经影响了我们的演化，”普莱斯说，“但我不认为这些场现在会直接影响我们。否则，每当附近有雷雨时，我们可能就会摔倒或者怎么样。”

研究人员尚未确定闪电的共振和生物电活动是如何同步的。有一种观点认为，雷击可能影响了细胞内钙离子的转移，而这正是动物体内大部分电活动产生的原因。

然而，并非所有科学家都赞同这项研究提出的新理论。美国伊利诺伊大学芝加哥分校的林治义（James Lin）教授是生物电磁辐射领域的著名专家，并没有参与这项新研究，他表示：“公平地说，这个观点只是推测。”他举例称，一些电信号，比如控制心率的电信号，与体重的关系比舒曼共振更为密切。

研究人员仍在研究生物体内这种“电嗡嗡声”的可能机制，并希望将工作扩展到植物学领域，寻找这些大气中的电磁共振对光合作用的可能影响。“越来越多的证据表明，天然大气中的电磁频率与生物有机体之间确实存在联系，”普莱斯说，“但我们并不了解这种联系究竟是什么，是如何运作的。因此，这只是一个开始。我们只是将这个观点发表出来，希望其他人能进一步推进。”（任天）