探索看不见摸不着的磁场,迷路更是常有的事儿。
18世纪,奥地利精神病学家弗朗兹·麦斯麦提出,“生物体内拥有磁性液体”,一直被视为荒诞言论。后来,从鱼的鼻子到鸟的喙,科学家在强大设备的帮助下探索了一个又一个动物器官,最终一无所获。还曾有人用巨大的LCD屏幕替代星空,观察鸟类会不会认准星星辨别方向。
谢灿记得,曾经有一群科学家发表了几篇重磅论文,眼看就要证实鸟喙是感磁器官,却在几个月后被更有力的证据驳斥,发现只是一个误会。
“每当生物体身上发现一个功能未明的组织,人们就会往磁场方面猜。”谢灿说,“磁场感应大家都感兴趣,同时又最难,生物科学发展至今,在这一领域,人们基本还一无所知。”
研究生涯开始时,谢灿也不敢贸然涉足这座迷宫。美国的导师点醒他,为什么不换点东西做。他干脆找了这个自己感兴趣的领域重新开始,“况且,我路痴这么多年,也想知道,自己到底缺了哪根筋。”
没有人 没有钱 没有参考文献 这项研究带着“九死一生”的意味
谢灿本就逼仄的办公室,堆满层层叠叠的材料。回国6年,他大部分时间都这里度过,磁受体蛋白的草图也在这里完成。
屋内最显眼的摆设是墙角的咖啡杯,码了足足6层。谢灿曾拍下杯子照片发到朋友圈:“一篇文章从投稿到接受需要消耗的咖啡。”
这位身材瘦小的科学家记得,自己刚开始在生物体寻找传说中的磁受体蛋白时,有人觉得他疯了。因为在当时的生物学界,尚没有任何证据表明,存在一种可以直接感应磁场的蛋白。
关于动物为何能够感应磁场,学术界有两种说法,一种认为动物体内存在名为隐花色素的蛋白,可以感应光的变化,形成活跃的自由基。这些自由基能感受磁场的变化,迅速改变队形为生物导航。另一种理论干脆认为细胞内存在磁铁矿颗粒。
在谢灿看来,它们都有不合理的地方。蛋白能仅仅通过光的照射就和磁场发生神秘的联系?细胞中无机的磁铁矿颗粒如何对有机的生物发出导航信号?
他想不明白,于是决定踩出一条新路。
“如果我是上帝,为了赋予动物感磁的能力,我会怎么设计这种蛋白质构成的机器?”谢灿一边说,一边在笔记本上刷刷地画出实验开始前设计的草图。
一个空心圆柱体出现在他笔下,在他最初的设想中,这个可能存在的蛋白应该是一个棍状结构,并且具有磁性,才能感应磁场变化。既然前人已经证实隐花色素与磁场感应有关,这种蛋白也肯定能和隐花色素结合或者发生作用。
“在2012年以前,一切都只是想象。这个事情九死一生,很有可能什么都做不出来。”谢灿停顿了一下说,“但有句话我印象挺深,想象力比正确性更重要。”
项目从2010年已经开始,但在第一年里,几乎只有谢灿在读文献、思考、原地打转。除了启动时向时任生命科学院院长的饶毅“拼命磨嘴皮子”要到一笔资金,这项研究没得到什么资助。直到2011年第一个草图画出来,才有第一个博士生加入。