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地球磁场无声无息地穿透每一个活细胞，但生物学家至今仍不清楚生物体是否真的需要这一环境力来维持正常功能。诺丁汉大学兽医学与科学学院Lisa Chakrabarti教授和博士生Jacob Reed领导的研究团队，通过一项精巧的果蝇实验，首次系统揭示了磁场强度与线粒体功能、运动能力及寿命之间的复杂关系。相关成果发表于Aging期刊。

磁屏蔽下的寿命与体能悖论

研究团队设计了一套专用屏蔽系统，将果蝇周围的磁场降至接近零。实验同时测试了健康果蝇和携带Pink1基因缺陷的果蝇——该基因与人类早发性帕金森病密切相关，其突变会导致线粒体功能受损。结果显示，在磁屏蔽条件下，Pink1突变果蝇的寿命延长了约20%，但其运动能力却显著下降；而健康果蝇则表现出运动能力改善以及健康寿命（保持良好健康状态的时间）的变化。这一看似矛盾的结果表明，动物的代谢状态决定了其对磁场强度的响应方向，寿命延长与体能改善并不必然同步。

Reed指出：“该领域研究极为稀少，主要集中于迁徙动物如何感知磁场，或为太空旅行做准备。我们至今仍不清楚为什么所有生物体需要或不需要磁场来正常运作。”他强调，该项目融合了物理学、工程学和生物学专业知识，利用新型高度专业化的技术和设备研究果蝇，不仅观察生理学，也关注病理学。“这为许多疾病渴望的非侵入性、靶向线粒体的方法开辟了潜在新途径，希望强调磁场对生命的基础性意义远超某些科学小众领域。”

量子传感器揭示线粒体代谢变化

为探究细胞内部发生的变化，团队对线粒体呼吸进行了高分辨率测量——这是线粒体利用氧气产生可用能量的过程。他们同时使用了高灵敏度量子传感器，利用金刚石中的微小缺陷来检测与线粒体活动相关的改变。降低磁场改变了线粒体能量代谢以及超氧化物水平，超氧化物是线粒体产生的一种高反应性分子。这些测量将果蝇运动能力和寿命的变化与供应能量的细胞过程变化直接联系起来，也解释了为何磁屏蔽效应不能被简单描述为统一有益或有害。

这些发现提出了一个根本性问题：地球磁场是否是细胞进化过程中所适应的环境组成部分？Chakrabarti表示：“我们一生都生活在地球磁场中。它穿过我们的身体、细胞以及地球上每一个生物体，但我们对这种无形力量是否以及如何影响细胞运作方式知之甚少。我们的结果提出了一个引人入胜的可能性：地球磁场构成了生命在整个进化过程中所适应的生物环境的一部分。理解细胞如何感知和响应磁场，最终可能揭示操纵线粒体功能以应对衰老和疾病的新方法。”

任何利用磁场影响衰老或神经退行性疾病中线粒体功能的应用，仍有待进一步研究。该研究由生物技术与生物科学研究理事会资助（资助号BB/J014508/1）。