
大約200年前,美國著名鳥類學家約翰·詹姆斯·奧杜邦(John James Audubon)進行了一項實驗。他將一具腐敗的豬屍體(ti) 藏在灌木叢(cong) 下,想以此來測試禿鷲是否借助嗅覺進行捕獵。結果,這些大鳥全然忽視了這具屍體(ti) ,其中一隻反而衝(chong) 到了附近一塊幾乎沒有任何氣味的填充鹿皮旁邊。
鳥類學家奧杜邦。| 圖片來源:Wikimedia Commons
奧杜邦把這個(ge) 結果當作這些鳥類依靠視覺而非嗅覺來尋找食物的證據。事實上,很長一段時間以來,這是一種普遍接受的觀點。即使到了40多年前,當有動物行為(wei) 學家提出信鴿通過嗅聞化學特征來找到飛回棲息地的路時,許多同行不屑一顧。
當時的主流觀點認為(wei) ,鳥類擁有其他幾種敏銳的感官來指引它們(men) ,包括視覺,甚至聽覺。對鴿子和其他一些鳥類物種來說,磁感也是一種重要的感覺。但嗅覺並不在列。那時的生物教科書(shu) 裏還明確地寫(xie) 著,鳥類幾乎沒有嗅覺。許多人,包括不少科學家,對此深信不疑。
而後,事情發生了變化,越來越多相反的證據出現了。比如,有實驗發現,禿鷲其實會(hui) 被藏在盒子裏的屍體(ti) 吸引,但前提條件是,這種誘餌沒有過度腐敗,它就可以在風扇的作用下釋放出特殊而強烈的氣味,而奧杜邦的實驗很可能就是使用了過度腐敗的屍體(ti) 。
還有研究認為(wei) ,信天翁、鸌和其他一些海鳥,能夠通過檢測魚類吃下的浮遊生物所釋放的一種化學物質來尋找獵物。
近日,兩(liang) 項有關(guan) 鳥類行為(wei) 和分子層麵的研究也在瓦解這一陳舊的觀點。其中一項研究在分子層麵記錄了鳥類的多種功能性嗅覺受體(ti) 。而另一項研究則通過實驗觀察發現,鸛會(hui) 利用剛割過的草散發出的氣味尋找合適的覓食之處。
越來越多研究人員已經意識到,嗅覺對鳥類生物學的諸多方麵有著重要影響。
時間回到2008年。當時,分子生態學家西爾克·施泰格爾(Silke Steiger)和團隊分析了7個(ge) 目中的9個(ge) 鳥類物種的基因組。研究發現了許多嗅覺受體(ti) (OR)基因。嗅覺受體(ti) 是一類可以與(yu) 氣味分子結合的特殊蛋白質,它們(men) 負責向大腦“匯報”氣味相關(guan) 的信號。
在不太依賴嗅覺的物種中,比如人類,這些基因常會(hui) 發生突變,不再承擔功能。但研究證實,許多鳥類的OR基因是完整的。更重要的是,他們(men) 發現這些基因的數量與(yu) 鳥類嗅球的大小有關(guan) ,而嗅球就是大腦的嗅覺中心。這進一步說明,這些受體(ti) 應當仍然承擔著相應功能。
在這項研究的基礎上,進化生物學家克裏斯托弗·巴拉克裏什南(Christopher Balakrishnan)和羅伯特·德賴弗(Robert Driver)進一步研究了更廣泛的鳥類物種基因組。他們(men) 對蜂鳥、鴯鶓、雞、斑胸草雀和以熱帶水果為(wei) 食的侏儒鳥的基因組進行了分析,從(cong) 而發現了更多OR基因。
鴯鶓。| 圖片來源:Pixabay
在這些結果中,鴯鶓的基因組尤其令許多鳥類學家感到驚訝和興(xing) 奮。鴯鶓是一種非常古老的鳥類,從(cong) 鳥類譜係圖上來說,它位於(yu) 接近底部的位置。這一結果從(cong) 某種程度上暗示,所有鳥類的祖先可能也有一套非常多樣的OR基因,也許嗅覺從(cong) 一開始就對鳥類至關(guan) 重要。
新研究通過比較發現,鳥類特有的一組多樣的受體(ti) 已經分裂成了不同鳥類譜係所擁有的多種特有的類型。這說明,這些基因隨著鳥類物種的多樣化而迅速進化。在自然選擇的篩選下,執行關(guan) 鍵任務的基因不斷湧現並保留。
第二項研究的起源更為(wei) 奇妙,它最初的靈感來自一位德國小學生的提問。在德國一所學校的拓展項目中,一位小學生問科學家,當地的歐洲白鸛是如何找到那些剛剛被割過的草地的,在那些地方,昆蟲和齧齒動物這些獵物最容易暴露,是飽餐一頓的好地方。
白鸛。|圖片來源:Pixabay
為(wei) 了找到答案,科學家駕駛飛機在春夏陽光明媚的日子裏盤旋觀察了70隻鸛。他們(men) 注意到,即使鸛沒有看見人們(men) 割草,也沒聽到割草的聲音,它們(men) 也能找到位於(yu) 上風處被割過的草地,就好像是被割草的氣味所吸引。
為(wei) 了證實這一猜想,團隊將割草散發出的氣味,也就是三種揮發性化學物質的混合物噴灑到了沒有被割過的草地上。結果鸛群“蜂擁而至”。這非常清楚地表明,這些鳥幾乎完全依靠嗅覺來做出覓食決(jue) 定。
所有這些結果都在告訴我們(men) ,鳥類的嗅覺不應該被忽視。
更多研究還發現,鳥類能夠感知植物散發出的揮發性化學物質的信號,甚至可能在依賴氣味進行社會(hui) 交往。這些線索的使用可能普遍存在於(yu) 鳥類中,隻是還沒有得到足夠的研究。
我們(men) 應該承認,鳥類除了是飛行大師、視覺天才和歌唱冠軍(jun) 之外,還擁有另外一種強大的力量。
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