自然科普:魚的味蕾長在臉上、身上、胡須上?
發布時間:2021-10-15
瀏覽次數:1341

版權歸原作者所有,如有侵權,請聯係我們(men)

今年的諾貝爾生理學或醫學獎告訴我們(men) 一個(ge) 實用科學星空体育官网入口网站:吃完香辣火鍋第二天屁屁痛,都是介導熱痛覺的辣椒素受體(ti) TRPV1的錯。

不過當年辣椒的祖先千辛萬(wan) 苦演化出讓哺乳動物感到疼痛的辣椒素,本意可不是為(wei) 了辣得你紅光滿麵直呼再來一碗,而是希望既可以嚇跑能感知辣的哺乳動物,防止它們(men) 嚼碎、破壞種子傳(chuan) 播,又可以讓缺乏辣椒素受體(ti) 的鳥類順利咽下種子,傳(chuan) 播到遠方。

鳥類沒有TRPV1受體(ti) ,也就沒有辣覺,什麽(me) 湖南辣、江西辣呀在鳥兒(er) 麵前都不值一提。

不過,除了沒有辣這種偽(wei) 味覺,一些動物們(men) 還會(hui) 缺失真正的味覺受體(ti) 。

貓:我懷疑你在揭我短 | Pixabay

沒有甜味受體(ti) ?讓采食花蜜的蜂鳥怎麽(me) 辦

我們(men) 常把味覺分為(wei) 五種——甜鮮酸苦鹹,由分布在舌頭上的味蕾來負責感知。

味蕾實際上是一堆抱團的味覺細胞,味覺細胞能感受哪種味道全靠卡在細胞膜上的一些小零件:它們(men) 本質上是具有特殊結構的蛋白質,但又憑借著它們(men) 獨一無二的功能而被稱為(wei) 味覺受體(ti) 。

味覺受體(ti) 就像一個(ge) 個(ge) 邊界哨站,一旦食物中釋放出的小分子像拚拚圖一樣恰好契合了味覺受體(ti) 位於(yu) 細胞膜外用來起探測作用的結構,信號站位於(yu) 細胞內(nei) 側(ce) 的部分就會(hui) 釋放“信使”喚醒細胞。

味覺細胞被喚醒之後,會(hui) 把信號向位於(yu) 大腦皮層的神經元傳(chuan) 遞。根據被喚醒的細胞類型不同,大腦能輕鬆翻譯出舌頭所探測到的滋味。

但是一旦編碼味覺受體(ti) 的模板基因出了差錯,就有可能缺失相應的味覺

最典型的就是出現在甜味受體(ti) 上的錯誤,看看下圖,你會(hui) 發現鮮味和甜味的味覺受體(ti) 似乎長的和其他味覺受體(ti) 不太一樣,沒錯,因為(wei) 它們(men) 都是由兩(liang) 種蛋白組裝而成的蛋白複合體(ti) 。

5種味覺受體(ti) 示意圖 | zukerlab.com

因為(wei) 基因突變,我們(men) 的貓主子和鳥類都沒有正常的T1R2蛋白,也就沒有了感知甜味的能力[1, 2]。

身為(wei) 食肉動物的貓主子吃不出甜味倒沒有什麽(me) 影響,不過以花蜜和漿果為(wei) 生的蜂鳥如果食蜜不知其滋味,就有點匪夷所思了。

事實上,蜂鳥進化出了一種非常獨特的鮮味受體(ti) 來檢測糖[3],產(chan) 生類似於(yu) 鮮味而非甜味的味覺體(ti) 驗。

另外偷偷說一個(ge) 貓星人們(men) 的小秘密,貓貓不僅(jin) 吃不出甜,還對苦味特別敏感

分析家貓的DNA,可以找到12種與(yu) 苦味感知相關(guan) 的基因,和多達7種的苦味受體(ti) ,這意味著貓咪比其他動物更容易體(ti) 驗到討厭的苦味。

貓咪有著遲鈍的味覺係統,不得不努力提高對苦味的洞察力。因為(wei) 對於(yu) 動物而言,味覺係統往往是食物入腹的“最後一道防線”,能帶來愉快體(ti) 驗的甜味和鮮味都是在提升食欲從(cong) 而幫助促進攝入有營養(yang) 的食物,而帶來糟糕體(ti) 驗的酸味和苦味,則是在抑製食欲從(cong) 而避免攝入腐敗或有毒害的食物。

在漫長的演化之旅中,家貓的祖先糾結能否吃掉麵前可能含有劇毒的小型無脊椎動物的歲月裏,它們(men) 終於(yu) 進化出了異常發達的苦味感知來為(wei) 自己續命[4]。畢竟,寧可錯失一口肥肉,也不能讓一點劇毒入腹。

不過貓主子們(men) 可以嚐出三磷酸腺苷 (ATP),這種為(wei) 活細胞提供能量的小分子能讓貓更愉快的感受到肉的鮮美 | 圖蟲創意

為(wei) 了生存,企鵝放棄了感受食物的鮮美

如果感受不到甜味的貓貓和小鳥讓你疼惜,那遠居冰雪世界企鵝們(men) 的“心酸鵝生”則會(hui) 更讓你唏噓。

因為(wei) 企鵝僅(jin) 有兩(liang) 種味覺體(ti) 驗——鹹和酸

以魚為(wei) 生的企鵝竟然沒有鮮味受體(ti) ?這從(cong) 演化的角度上其實是非常難以理解的,目前比較可信的解釋為(wei) :企鵝丟(diu) 失了一個(ge) 向神經係統傳(chuan) 導甜味、鮮味及苦味的重要零件

海魚鮮美,可惜企鵝食不知味 | 圖蟲創意

味覺的產(chan) 生依賴於(yu) 被喚醒的味覺細胞向大腦傳(chuan) 遞信號,但要喚醒細胞傳(chuan) 遞味覺信號並不容易,其中最重要的一環是需要細胞內(nei) 瞬時湧入大量的鈉離子,產(chan) 生 “去極化”效果

這需要一類特殊的離子通道蛋白,它們(men) 就像車站的閘機,當檢票開始時,能瞬間放入持有特定車票的旅客——鈉離子。

在味覺信號傳(chuan) 遞過程中,Trpm5離子通道蛋白放入鈉離子 | 參考文獻[5]

企鵝所丟(diu) 掉的零件正是這樣的一個(ge) 離子通道蛋白,名叫Trpm5,甜味、鮮味及苦味信號的傳(chuan) 輸都需要它參與(yu) 作用。

可是這麽(me) 重要、關(guan) 乎三種味覺的零件,企鵝怎麽(me) 舍得說丟(diu) 就丟(diu) 呢?

這可能與(yu) Trpm5蛋白是一種溫度敏感型蛋白有關(guan) 。

在小鼠中的研究發現,低溫會(hui) 抑製Trpm5蛋白的活性,南極的冰天雪地實在不適合Trpm5蛋白發揮作用[6, 7]。

不過也有另一種推測,認為(wei) 企鵝整條吞食魚的進食方式使得味覺退化,僅(jin) 保留避免攝入腐食的酸味感知,以及用於(yu) 維持體(ti) 內(nei) 滲透壓的鹹味感知。

同是水裏的鄰居,魚和鯨魚的味覺怎麽(me) 差這麽(me) 多?

與(yu) 企鵝少得可憐的味覺相比,魚類反向演化出了最最發達的味覺感受係統

一條長約25cm的黃鮰(Ameiurus natalis)有高達20萬(wan) 個(ge) 味蕾,而一條長35~40cm的斑點叉尾鮰(Ictalurus punctatus)味蕾數甚至可以超過70萬(wan) 個(ge) (而有的海豚海獅和鯨魚卻幾乎沒有味蕾)[9, 10]。

密恐預警:斑點叉尾鮰皮膚上的味蕾分布圖,每個(ge) 圓點表示100個(ge) 味蕾,方格大小為(wei) 1 cm×1 cm | 參考文獻[10]

因此有這樣的說法,鰻鱺魚可以在極大的水域中感知到一滴來自家鄉(xiang) 的水,大馬哈魚可以在一個(ge) 標準奧林匹克遊泳池裏麵感受到一隻蝦的存在。

魚類的大部分味蕾,都不在嘴裏麵,而是在臉上、身上、胡須上——鯰魚滿臉都是味蕾,鯉、鱘、鱈、鯔則全身體(ti) 表到處都有味蕾,美斑點叉尾鮰嘴附近的4條胡須上,每平方毫米就有約25個(ge) 味蕾。

既然魚兒(er) 全身都有味覺,不如我們(men) 抹上孜然辣椒和鹽粒…… | 圖蟲創意

而且不同的魚類還有著口味上的偏好,鱘魚對氨基酸的口味較為(wei) 多樣化;草魚等植食性魚類偏愛蔗糖的味道;梭子魚、梭鱸和白鮭討厭含有檸檬酸的食物,但羅非魚、歐洲鰻魚和虹鱒魚則願意食用酸性食物;和大多數動物一樣,絕大部分的魚也很討厭苦味[11]。

這不禁讓人思考,釣魚佬如果按魚的口味投其所好,是不是就不會(hui) “空軍(jun) ”呢?

彩蛋:

作者真的試過用甜玉米釣雜食性的鯽魚和草食性的鯿魚,十分鍾釣一條, 和父上一起,一小時釣了六七斤。




歡迎掃碼入群!

深圳科普將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的活動和科普好物!


聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者