趨磁性

趨磁性是指趨磁細菌利用地磁場 ， 進行定向和運動協調的運動模式 。 能進行趨磁過程的菌種 ， 主要包括生活在鹽鹼灘 ， 海水以及淡水湖泊中的微好氧菌和厭氧菌 。 具有趨磁性的細菌通過趨磁過程來定向尋找更有利於自己生存的的氧氣濃度條件的環境 。 而這種定向性的運動與隨機的布朗運動相比 ， 效率要高得多 。 在通過利用地磁場確定方向之後 ， 細菌使用鞭毛作爲運動器官來遊向更有利於生存的環境條件 。 趨磁運動並不影響細菌的平均移動速率 。 一旦這些細菌死亡 ， 它們仍然能夠對地磁場進行定向 ， 但是不能進行趨磁的遷移 。 這些細菌現在都被稱作磁細菌 。 磁細菌 ( 例如 Magnetospirillum magnetotacticum ) 具有一個胞內的被稱爲磁小體的細胞器 。 這個細胞器能夠介導趨磁過程 。 磁小體通過其蘊含的一些晶體來行使功能 ， 這些晶體通常是四氧化三鐵晶體 （ Fe3O4 ） 。 一些生存在高硫環境的極端微生物能夠通過 硫復鐵礦 （ Fe3S4 ） 來進行分離 。 這些晶體由被稱爲磁小體膜 ， 嵌有特異性蛋白質的雙層膜所包裹 。 晶體的形狀多種多樣 ， 但是也具有一定的種內穩定性 。 磁小體在細胞內的分佈方式通常是鏈式的 ， 從而保證了最大的磁偶極矩 。 一個細菌中通常含有多條長短不同的磁小體鏈 ， 按細菌的長軸軸向極性進行分佈 。 而磁小體鏈產生的磁偶極矩使得細菌能夠在運動中感應周圍的磁場環境 。 通過對地球磁場極向的定位 ， 海洋微生物能夠遊向無氧或厭氧環境中的沉積物環境 。 在北半球 ， 許多趨N極的細菌 。 科學家們最初認爲趨S極的細菌會北半球向上遊 ， 而趨向北方的細菌會在南半球向下遊 （ 地磁場在南北半球的地球表面有不同的垂直分量 ） ， 而這樣會導致較高濃度的氧氣的環境 ， 所以不會被環境所選擇 。 最終趨N極的細菌會在北半球佔有統治地位 ， 而同理 ， 趨S極的細菌在南半球也會佔有統治地位 。 但是 ， 事實上人們在北半球也發現了趨S極的細菌 。 而在磁場方向水平的赤道 ， 趨S極和趨N極的趨磁菌都有分佈 。 趨磁菌的很多方面現在仍然是未解之謎 。