近乎消除地磁场，会改变果蝇衰老、运动与细胞能量代谢

许多我们习以为常的环境因素，例如重力、磁场、气压、氮气、光照等因素，对生命的影响都发挥着重要作用，有一些我们已经了解，例如重力和光照循环，但对磁场的作用，特别是地球磁场的作用，可能我们完全没有掌握。我上高压氧课的时候，经常让同学们思考一个问题“空气中氮气对我们有没有作用？”，从常识角度，这似乎没有意义。但是考虑到四倍空气压力下，氮气对人类存在非常显著的麻醉效应，我们很难完全否定常压空气中氮气对人体的潜在影响，要知道常压下人体组织溶解的氮气总量大概有1000毫升。只不过这种可能作用我们无法进行合适研究。但是在吸入氧气一段时间的情况下，排除身体内氮气的可能存在影响，而这种影响我们可能一直当成是氧气吸入的作用。

最近这一关于地球磁场效应的研究，把地球磁场这种我们终生不能摆脱的环境因素具有重要生物学效应，提供了新证据。这一研究对磁场生物学研究将提供新的方向。

将地球磁场降低至接近零，果蝇的衰老进程、运动能力以及细胞产能方式均发生改变。这些效应和线粒体健康状态密切相关，提示这种看不见的环境力量，可能以意想不到的方式和机体代谢产生相互作用。

隔绝绝大部分地磁场之后，存在线粒体缺陷的果蝇寿命延长约20%，但运动体能却出现下降。

地球上的生命始终处在这种恒定、看不见的环境背景之中。地球磁场会持续穿透每一个活细胞，但生物学家对于生物体是否真的需要这种环境力量来维持正常生理功能，仍然知之甚少。

科学家利用果蝇开展实验，几乎完全剥离这种磁场环境背景后发现：果蝇细胞的能量生成模式、运动能力以及寿命都出现了变化。

所有变化的核心都指向线粒体——细胞内负责产出生命所需绝大部分能量的微小细胞器。诺丁汉大学兽医学院的莉萨·查克拉巴蒂教授与雅各布·里德主导的研究发现：果蝇对外界磁场改变产生何种反应，取决于这套细胞“产能机器”的健康程度。屏蔽大部分地磁场，有可能改善生命某一方面的指标，同时却损害另一些方面。

寿命延长，却付出体能代价

该研究发表于《Aging》期刊。研究团队使用一套特制屏蔽系统，把果蝇所处环境的磁场降到接近零。实验同时设置两组果蝇：一组为正常健康果蝇；另一组携带Pink1基因缺陷，该基因缺陷在人类中与遗传性早发性帕金森病相关。通过两组对比，研究人员观察线粒体功能受损的果蝇面对相同环境改变会作何反应。

在磁场屏蔽环境下，Pink1缺陷果蝇的寿命延长约20%，但躯体运动能力变差；而健康果蝇的运动能力得到提升，同时健康寿命（维持良好生理状态的时间）也发生改变。

该结果说明：动物自身的代谢状态，决定了它对磁场强弱的应答；寿命更长，并不等同于身体机能更好，二者未必同步。

> 插图：处于地磁场环境中的果蝇（模拟示意图）

> 图片来源：诺丁汉大学

磁场的作用，不只是指引动物迁徙

博士生雅各布·里德表示：“这一领域现有研究还很稀少，大多集中在迁徙动物如何感知磁场、或是为人类太空航行做相关研究。但关于生命体究竟是否需要磁场才能正常运转，我们了解得仍然非常有限。”

他补充道：“本项目融合物理学、工程学与生物学多学科知识，使用全新的高精尖技术设备研究果蝇，既研究生理状态，也关注病理变化。该研究为众多疾病梦寐以求的无创靶向线粒体干预手段开辟了潜在新方向，也希望能让更多人意识到：磁场对生命的重要意义，不局限于少数小众科研领域。”

为探明细胞内部发生的变化，团队对**线粒体呼吸作用**（线粒体利用氧气生成可利用能量的过程）开展高精度检测；还使用基于金刚石微小缺陷制备的高灵敏度量子传感器，捕捉线粒体活性相关的各项变化。

磁场被削弱之后，果蝇线粒体能量代谢发生改变，线粒体产生的高活性分子超氧化物水平也出现波动。检测结果证实：果蝇运动、寿命的改变，和细胞供能通路的变化直接相关；同时也解释了，磁场屏蔽带来的影响，不能简单一概而论为全然有益或是全然有害。

进化是否让细胞对磁场产生了依赖性？

该结果引出一个问题：地球磁场是否已经成为细胞在进化过程中所适应的环境组成部分。想要利用磁场干预衰老、神经退行性疾病中的线粒体功能，还需要开展大量后续研究。

查克拉巴蒂教授谈到：“我们一生都身处地球磁场当中，磁场穿透我们的身体、细胞，以及地球上每一个生命体。但对于这种无形力量是否、以及如何影响细胞运作，我们的认知少得惊人。”

“我们的研究提出一个很有意思的猜想：地磁场已经成为生命在漫长进化中所适应的生物环境的一部分。搞清楚细胞如何感知、响应磁场，未来或许能为调控衰老和疾病状态下的线粒体功能，提供全新思路。”

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