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自然科普: 那些不怕貓的老鼠，可能是這個器官退化了
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老鼠和貓，就是天生的冤家。如果貓在附近，有的老鼠即使還沒看到貓的身影，也會拔腿就跑。
這是為什麽呢，難道老鼠能聞出貓的氣味？
圖片來源：bbc.com
老鼠有兩個嗅覺器官可以聞到東西，一個就是我們所熟知的鼻子，另一個則是犁鼻器（Vomeronasal organ，縮寫VNO）。
犁鼻器 圖片來源：Wikipedia
什麽是犁鼻器呢？
簡單來說，犁鼻器是鼻腔前麵的一對盲囊，它上麵也有化學感受器，隻不過犁鼻器上的化學感受器和鼻子上的化學感受器功能不太一樣。普通鼻子是用來聞可揮發性性化學物質的，聞一聞臭不臭，香不香，臭的一般就不能吃了。而犁鼻器則是用來聞一些不揮發物質的，比如費洛蒙（pheromone）。費洛蒙是一種在同種生物間傳遞的化學訊息，就是同類用來社交的“語言”。對動物來說，費洛蒙傳遞了雌性動物是否進入了適合繁衍的發情狀態訊息。
蛇的犁鼻器 圖片來源：Wikipedia
當然，除了用於交配，費洛蒙還有其他社交功能，這裏就不一一介紹了。
對於人類來說，犁鼻器已經高度退化了，隻有少數人還有這一器官。不過，即便還擁有這一器官，研究也沒有發現犁鼻器的功能有其他動物那麽強大。
回到老鼠這一話題，既然犁鼻器可以用來傳遞同類的化學信息，那它可不可以嗅出貓的化學信息呢？於是科學家做了一個實驗，他們將混有貓唾液、大鼠尿液（大鼠是會吃小鼠的）、蛇皮精華液的棉球投入到裝有老鼠的籠中，籠中有長著犁鼻器的正常小鼠，也有沒了犁鼻器的突變小鼠。
結果，正常的老鼠好像感受到了捕食者一樣，馬上蜷縮到角落裏，而那些突變的老鼠則一點也不害怕。即使把已經麻醉的活大鼠丟到籠子裏，結果也一模一樣。那些突變的老鼠甚至過於放鬆警惕，蜷縮在大鼠旁邊睡覺。
感受到了危險氣息的老鼠蜷縮在一個角落裏 （圖片來源：文獻1）
同時，科學家還給老鼠的神經元經行了染色標記，當神經元被激活時，染料就會發光。科學家發現，當有犁鼻器的老鼠感受到棉球裏的物質的時候，與犁鼻器相關聯的神經元就會被激活。這下，科學家就確定了犁鼻器是可以感受到捕食者，也就是貓的氣味了。
被染色的神經元 （圖片來源：參考文獻1）
那麽具體是什麽化學物質讓老鼠害怕呢？
科學家將組成捕食者氣味的化學物質全分離出來，然後分別混入棉球上，再丟入籠子裏，看是哪一個才是讓老鼠感到害怕的“恐懼氣味”。結果，隻有一種物質讓老鼠產生了恐懼，一種叫Mups （major urinary proteins）的尿蛋白。
Mups是一種在許多動物尿液或其他分泌物存在的小分子蛋白質，含量很少。如果你的尿檢中發現尿蛋白含量過高，就要警惕自己是不是腎髒出問題了。不同的動物體內尿蛋白類型都不太一樣，即使親緣關係較近，比如小鼠和大鼠，它們的尿蛋白種類也不太一樣。
小鼠的一個Mups結構 （圖片來源：wikipedia）
而貓的Mups也不一樣。正是因為Mups這種獨特性，才讓老鼠感知到了貓的存在。所以說，正是老鼠的犁鼻器嗅到了貓的Mups，才會害怕。但到底Mups是如何作用於神經元的，它的機製是怎麽樣的，這些還是有待研究的。
作為一種警告的信號，Mups蛋白無色無味，並且看不到，從進化的角度來看，是很有用的。如果大老遠就能感受到捕食者的氣息，對於老鼠來說，其生存能力就得到大大地增強。
原來真的有種味道叫恐懼。
人類的犁鼻器退化了，不能聞到危險的信號了，但人類的視覺卻比老鼠強很多，現在人類已經進化成非常依賴視覺的動物了。
參考文獻：
Papes, F., Logan, D. W., & Stowers, L. (2010). The Vomeronasal Organ Mediates Interspecies Defensive Behaviors through Detection of Protein Pheromone Homologs. Cell, 141(4), 692–703. doi:10.1016/j.cell.2010.03.037
https://en.wikipedia.org/wiki/Vomeronasal_organ
這是為什麽呢，難道老鼠能聞出貓的氣味？
圖片來源：bbc.com
老鼠有兩個嗅覺器官可以聞到東西，一個就是我們所熟知的鼻子，另一個則是犁鼻器（Vomeronasal organ，縮寫VNO）。
犁鼻器 圖片來源：Wikipedia
什麽是犁鼻器呢？
簡單來說，犁鼻器是鼻腔前麵的一對盲囊，它上麵也有化學感受器，隻不過犁鼻器上的化學感受器和鼻子上的化學感受器功能不太一樣。普通鼻子是用來聞可揮發性性化學物質的，聞一聞臭不臭，香不香，臭的一般就不能吃了。而犁鼻器則是用來聞一些不揮發物質的，比如費洛蒙（pheromone）。費洛蒙是一種在同種生物間傳遞的化學訊息，就是同類用來社交的“語言”。對動物來說，費洛蒙傳遞了雌性動物是否進入了適合繁衍的發情狀態訊息。
蛇的犁鼻器 圖片來源：Wikipedia
當然，除了用於交配，費洛蒙還有其他社交功能，這裏就不一一介紹了。
對於人類來說，犁鼻器已經高度退化了，隻有少數人還有這一器官。不過，即便還擁有這一器官，研究也沒有發現犁鼻器的功能有其他動物那麽強大。
回到老鼠這一話題，既然犁鼻器可以用來傳遞同類的化學信息，那它可不可以嗅出貓的化學信息呢？於是科學家做了一個實驗，他們將混有貓唾液、大鼠尿液（大鼠是會吃小鼠的）、蛇皮精華液的棉球投入到裝有老鼠的籠中，籠中有長著犁鼻器的正常小鼠，也有沒了犁鼻器的突變小鼠。
結果，正常的老鼠好像感受到了捕食者一樣，馬上蜷縮到角落裏，而那些突變的老鼠則一點也不害怕。即使把已經麻醉的活大鼠丟到籠子裏，結果也一模一樣。那些突變的老鼠甚至過於放鬆警惕，蜷縮在大鼠旁邊睡覺。
感受到了危險氣息的老鼠蜷縮在一個角落裏 （圖片來源：文獻1）
同時，科學家還給老鼠的神經元經行了染色標記，當神經元被激活時，染料就會發光。科學家發現，當有犁鼻器的老鼠感受到棉球裏的物質的時候，與犁鼻器相關聯的神經元就會被激活。這下，科學家就確定了犁鼻器是可以感受到捕食者，也就是貓的氣味了。
被染色的神經元 （圖片來源：參考文獻1）
那麽具體是什麽化學物質讓老鼠害怕呢？
科學家將組成捕食者氣味的化學物質全分離出來，然後分別混入棉球上，再丟入籠子裏，看是哪一個才是讓老鼠感到害怕的“恐懼氣味”。結果，隻有一種物質讓老鼠產生了恐懼，一種叫Mups （major urinary proteins）的尿蛋白。
Mups是一種在許多動物尿液或其他分泌物存在的小分子蛋白質，含量很少。如果你的尿檢中發現尿蛋白含量過高，就要警惕自己是不是腎髒出問題了。不同的動物體內尿蛋白類型都不太一樣，即使親緣關係較近，比如小鼠和大鼠，它們的尿蛋白種類也不太一樣。
小鼠的一個Mups結構 （圖片來源：wikipedia）而貓的Mups也不一樣。正是因為Mups這種獨特性，才讓老鼠感知到了貓的存在。所以說，正是老鼠的犁鼻器嗅到了貓的Mups，才會害怕。但到底Mups是如何作用於神經元的，它的機製是怎麽樣的，這些還是有待研究的。
作為一種警告的信號，Mups蛋白無色無味，並且看不到，從進化的角度來看，是很有用的。如果大老遠就能感受到捕食者的氣息，對於老鼠來說，其生存能力就得到大大地增強。
原來真的有種味道叫恐懼。
人類的犁鼻器退化了，不能聞到危險的信號了，但人類的視覺卻比老鼠強很多，現在人類已經進化成非常依賴視覺的動物了。
參考文獻：
Papes, F., Logan, D. W., & Stowers, L. (2010). The Vomeronasal Organ Mediates Interspecies Defensive Behaviors through Detection of Protein Pheromone Homologs. Cell, 141(4), 692–703. doi:10.1016/j.cell.2010.03.037
https://en.wikipedia.org/wiki/Vomeronasal_organ
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