海龜的隱藏GPS：科學家揭開磁場導航之謎

科學家們最近發現，赤蠵龜能夠學習並記住不同地理區域的獨特磁場特徵。這項突破性研究首次提供了實證證據，支援海龜利用學習到的磁場線索來精準導航長距離的假說。研究還揭示，海龜擁有兩種不同的磁場感知能力，這讓我們對遷徙動物如何感知和利用地球磁場有了更深入的理解。

北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員首次提供了具體證據，證明赤蠵龜能夠學習並記住不同地理區域的磁場特徵。這項發現為海龜及其他遷徙動物如何跨越長距離到達覓食和繁殖地點提供了新的見解。該研究於2月12日發表在《自然》期刊上，並指出海龜擁有兩種不同的磁場感知能力，分別在探測地球磁場中扮演不同的角色。

赤蠵龜以其驚人的長距離遷徙能力聞名，牠們依賴內部的磁場地圖來根據地球磁場的變化確定位置。雖然科學家長期以來懷疑海龜也能學習並識別與重要地點相關的特定磁場，但直到現在才獲得直接證據支援這一假說。

「我們的研究首次探討了遷徙動物是否能夠學習識別不同地理區域的磁場特徵，」研究的第一作者凱拉·戈福斯表示。「幾十年來，科學家們一直推測動物能夠學習磁場特徵，但這是首次實證展示這種能力，填補了我們知識中的一個重要空白。」

透過控制實驗，研究團隊證實赤蠵龜確實能夠學習並記住獲得食物區域的磁場。這種能力表明，海龜利用學習到的磁場資訊來導航回覓食區域，這解釋了牠們在長距離導航中的驚人精準度。更廣泛地說，這些發現可能適用於依賴磁場線索導航的各種遷徙動物。

「能夠區分不同地理區域的磁場，可能解釋了許多動物——不僅是海龜——如何能夠長距離導航到特定地點，」北卡羅來納大學教堂山分校的生物學教授肯·洛曼表示。

研究還深入探討了磁場感知的底層機制。結果表明，海龜的磁場地圖感知和磁場指南針感知依賴於不同的磁場探測方式，這意味著這些動物擁有兩種不同的磁場感知能力。這項發現為科學界對動物如何感知和利用地球磁場的理解提供了重大進展。

除了對科學的影響，這項研究也對保育工作和人類技術進步具有重要意義。瞭解海龜如何探測和解釋磁場，可以幫助保育人士減輕人造結構（如電線和離岸風電場）對自然磁場線索的幹擾。此外，這項研究的見解可能啟發新型導航技術的開發。

「我們已經知道海龜擁有磁場地圖20年了，現在透過展示牠們能夠學習新地點，我們瞭解到這些地圖是如何建立和修改的，」北卡羅來納大學教堂山分校的生物學教授凱瑟琳·洛曼表示。「令人驚嘆的是，海龜能夠獲取大量看不見的資訊，並以我們難以想像的方式進行導航。」

這項研究的跨學科性質突顯了科學領域間合作的重要性。值得注意的是，為這項研究建造的專用天線系統與另一項無關的暗物質研究所使用的技術極為相似，展示了電磁原理的廣泛應用。

「我們為海龜研究建造的天線系統與我們之前參與的暗物質搜尋研究幾乎完全相同，」北卡羅來納大學教堂山分校物理與天文學教授雷科·亨寧表示。「這是電磁定律廣泛應用的一個絕佳例子。」

研究人員計劃進一步探索海龜的學習能力範圍、對磁場的敏感度，以及牠們如何將學習到的資訊整合到實際導航中。這些發現為新的研究途徑開啟了大門，並強化了跨學科合作在推動科學知識進步中的關鍵作用。

參考文獻：Kayla M. Goforth, Catherine M. F. Lohmann, Andrew Gavin, Reyco Henning, Andrew Harvey, Tara L. Hinton, Dana S. Lim and Kenneth J. Lohmann, 2025年2月12日，《自然》。DOI: 10.1038/s41586-024-08554-y