使用原子磁力计的物理学家发现金星verstraps生产磁场

捕蝇草

物理学家使用原子磁力计测量食肉植物的生物磁信号。

金星visttrap(狄俄勒达穆斯皮普)是一种肉食植物,用改性叶片作为陷阱封闭其猎物。在该过程中,称为动作电位的电信号触发叶片叶片的封闭件。现在,跨学科的科学家团队现在已经表明,这些电信号产生可测量的磁场。使用原子磁力计,证明可以记录这种生物磁。“你可以说调查有点像在人类中表演MRI扫描,”物理学家安妮制造动物说。“问题是植物中的磁信号非常弱,这解释了为什么在旧技术的帮助下衡量它们是极难的。”

金星verstrap中的电活动与磁信号相关

我们知道,在人类脑电压中,某些区域的变化是由齐齐齐的电活动来引起神经细胞以动作电位的形式。诸如脑电图(EEG),磁性脑图(MEG)和磁共振成像(MRI)的技术可用于记录这些活性和非诊断障碍。当植物被刺激时,它们也产生电信号,其可以通过类似于人和动物神经系统的蜂窝网络行进。

金星visttrap磁信号

测量由金星visttrap生成的磁信号(照片拼贴)。信用:©Anne Anne Faperant

An interdisciplinary team of researchers from Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), the Helmholtz Institute Mainz (HIM), the Biocenter of Julius-Maximilians-Universität of Würzburg (JMU), and the Physikalisch-Technisch Bundesanstalt (PTB) in Berlin, Germany’s national meteorology institute, has now demonstrated that electrical activity in the Venus flytrap is also associated with magnetic signals. “We have been able to demonstrate that action potentials in a multicellular plant system produce measurable magnetic fields, something that had never been confirmed before,” said Anne Fabricant, a doctoral candidate in Professor Dmitry Budker’s research group at JGU and HIM.

陷阱狄俄勒达穆斯皮普由Bilobed捕获叶子组成,敏感毛发,当触摸时,触发穿过整个陷阱的动作电位。经过两次连续刺激,陷阱关闭,任何潜在的昆虫猎物都被锁在内部并随后消化。有趣的是,陷阱以各种方式电激发:除了机械影响之外的触摸或损伤,渗透能量,例如盐水负载,以及热量或寒冷的形式的热能也可以触发动作电位。对于他们的研究,研究团队使用热刺激来诱导动作电位,从而消除了潜在的令人不安的因素,例如其磁测量中的机械背景噪声。

生物磁 - 生物体磁信号检测

虽然在人类和动物中已经相对良好地研究了生物磁化,但植物王国已经在植物王国中进行了很少的相同研究,只使用超导量子干涉 - 装置(鱿鱼)磁力计,必须冷却到低温温度的笨重仪器。对于目前的实验,研究团队使用原子磁力计测量金星verstrap的磁信号。传感器是填充有碱原子蒸气的玻璃单元,其对局部磁场环境的小变化作出反应。这些光学泵浦磁力计对生物应用更具吸引力,因为它们不需要低温冷却并且也可以小型化。

研究人员检测到磁信号,从Venus verstrap振幅,从Venus verstrap振幅,这比地球磁场越来越弱。“记录的信号幅度类似于动物在动物的神经冲动的表面测量期间观察到的内容,”Anne制造物。JGU物理学家旨在测量来自其他植物物种的较小信号。在未来,通过检测突然温度变化,害虫或化学影响的电磁反应,这些非侵入性技术可能用于作物植物诊断的农业,而不必使用电极损坏植物的电磁反应。

参考:“动作潜力诱导肉食植物蝇植物中的生物磁原”,Geoffrey Z.Iwata,SönkeScherzer,Lykourgos Bougas,Katharina Rolfs,Anna Jodko-Władzińska,Jens Voigt,Rainer Hedrich和Dmitry Budker,14月2021年1月14日,科学报告
DOI:10.1038 / S41598-021-81114-W

研究结果已发表于此科学报告。该项目收到了德国研究基金会(DFG),Carl Zeiss Foundation和德国联邦教育和研究部(BMBF)的财政支持。

2评论在“使用原子磁力计的物理学家发现金星飞蝇产生磁场”

  1. 这是否意味着植物有神经系统?如果是这样,他们是“意识”的吗?

  2. “碱原子的蒸气”

    不是碱,如酸,需要是一个简单的化合物?

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