
在阅读了一篇关于磁感应领域的最新进展文章后,布里斯托大学人类辐射效应荣休教授 Denis L. Henshaw 对此前发表在《Nature》上的一项颠覆性研究提出了公开回应与质疑。这场科学争论的核心,指向了关于果蝇(Drosophila)是否具备磁感应(magnetoreception)能力的长期学术悬案。
事情起于2008年,当时 Steven Reppert 及其同事通过敲除果蝇的一类隐花色素(cryptochrome)蛋白,发现果蝇失去了将磁场与糖类奖励关联的能力。在随后的15年里,多个实验室围绕隐花色素如何介导果蝇磁感展开了深入研究。然而,这一方向在2023年遭遇重大打击——Bassetto 等人在《Nature》上发表了一项使用超过10万只果蝇的“大规模重复实验”,结果显示没有任何证据表明果蝇能够探测磁场。研究参与者 Peter Hore 曾将其形容为“巨大的失望”,该论文甚至暗示 Reppert 的早期发现及另外14项相关研究均属假阳性。
这一结论在学术界引发了强烈震动,鉴于生命形式普遍对磁场有反应,且果蝇磁感应已在不同的实验终点中得到了广泛建立,Henshaw 迅速联合多位学者对 Bassetto 等人的研究提出了严厉批评。Henshaw 指出该研究存在两大核心问题:一是统计分析中明显存在对p值的误用;二是其T型迷宫(T-maze)实验中使用了塑料材料,这极易积累静电荷并干扰果蝇的正常行为。
随后,Reppert 与莱斯特大学的 Charalambos P. Kyriacou 在《Nature Matters Arising》上进一步详细阐述了该研究在实验设计、执行以及分析层面的一系列严重缺陷。Reppert 指出,他们自己的实验同样使用了庞大的样本量(根据误差棒计算,数量超过39,500只)。此外,批评意见还指出,Bassetto 等人在德国奥尔登堡进行的磁条件化实验,并未在与英国牛津相同的气味条件化环境下进行,这暗示两项研究之间可能存在未被控制的重要环境变量。
更有戏剧性的是,Kyriacou 在对 Bassetto 等人的原始公开数据进行重新分析后,反向得出结论:果蝇确实能够探测磁场!
Henshaw 进一步列举了其他23项支持果蝇磁感应的独立研究,这些研究涵盖了广泛的实验终点,包括:果蝇向磁场源的定向移动、地磁场中的罗盘定向、对生物钟的影响、雄性求偶活动及惊厥率的增加、趋地性及其独立重复验证、隐花色素的遗传学分析及光照在磁感应中的作用、磁场诱导的神经元放电,以及电磁场对卵子发生的影响等。
值得一提的是,许多研究展现了多阶段的深入机制。例如,Sherrard 等人曾利用转基因果蝇表达人类隐花色素,成功证明了低强度电磁场能够诱导人类隐花色素调节细胞内活性氧(ROS)水平。
综上所述,果蝇作为研究磁感应的经典模型,其相关机制已经过时间检验,并为神经科学研究提供了巨大的宝贵价值。
Author: Denis L. Henshaw, Fellow Collegium Ramazzini, Emeritus professor of human radiation effects, Atmospheric Chemistry Group, School of Chemistry, University of Bristol.