原創(chuàng) 一只哈代 我是科學(xué)家iScientist

今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)告訴我們一個(gè)實(shí)用科學(xué)知識(shí)：吃完香辣火鍋第二天屁屁痛，都是介導(dǎo)熱痛覺(jué)的辣椒素受體TRPV1的錯(cuò)。

不過(guò)當(dāng)年辣椒的祖先千辛萬(wàn)苦演化出讓哺乳動(dòng)物感到疼痛的辣椒素，本意可不是為了辣得你紅光滿面直呼再來(lái)一碗，而是希望既可以嚇跑能感知辣的哺乳動(dòng)物，防止它們嚼碎、破壞種子傳播，又可以讓缺乏辣椒素受體的鳥(niǎo)類順利咽下種子，傳播到遠(yuǎn)方。

鳥(niǎo)類沒(méi)有TRPV1受體，也就沒(méi)有辣覺(jué)，什么湖南辣、江西辣呀在鳥(niǎo)兒面前都不值一提。

不過(guò)，除了沒(méi)有辣這種偽味覺(jué)，一些動(dòng)物們還會(huì)缺失真正的味覺(jué)受體。

貓：我懷疑你在揭我短 | Pixabay

沒(méi)有甜味受體？讓采食花蜜的蜂鳥(niǎo)怎么辦

我們常把味覺(jué)分為五種——甜鮮酸苦咸，由分布在舌頭上的味蕾來(lái)負(fù)責(zé)感知。

味蕾實(shí)際上是一堆抱團(tuán)的味覺(jué)細(xì)胞，味覺(jué)細(xì)胞能感受哪種味道全靠卡在細(xì)胞膜上的一些小零件：它們本質(zhì)上是具有特殊結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，但又憑借著它們獨(dú)一無(wú)二的功能而被稱為味覺(jué)受體。

味覺(jué)受體就像一個(gè)個(gè)邊界哨站，一旦食物中釋放出的小分子像拼拼圖一樣恰好契合了味覺(jué)受體位于細(xì)胞膜外用來(lái)起探測(cè)作用的結(jié)構(gòu)，信號(hào)站位于細(xì)胞內(nèi)側(cè)的部分就會(huì)釋放“信使”喚醒細(xì)胞。

味覺(jué)細(xì)胞被喚醒之后，會(huì)把信號(hào)向位于大腦皮層的神經(jīng)元傳遞。根據(jù)被喚醒的細(xì)胞類型不同，大腦能輕松翻譯出舌頭所探測(cè)到的滋味。

但是一旦編碼味覺(jué)受體的模板基因出了差錯(cuò)，就有可能缺失相應(yīng)的味覺(jué)。

最典型的就是出現(xiàn)在甜味受體上的錯(cuò)誤，看看下圖，你會(huì)發(fā)現(xiàn)鮮味和甜味的味覺(jué)受體似乎長(zhǎng)的和其他味覺(jué)受體不太一樣，沒(méi)錯(cuò)，因?yàn)樗鼈兌际怯蓛煞N蛋白組裝而成的蛋白復(fù)合體。

5種味覺(jué)受體示意圖 | zukerlab.com

因?yàn)榛蛲蛔?，我們的貓主子和鳥(niǎo)類都沒(méi)有正常的T1R2蛋白，也就沒(méi)有了感知甜味的能力[1, 2]。

身為食肉動(dòng)物的貓主子吃不出甜味倒沒(méi)有什么影響，不過(guò)以花蜜和漿果為生的蜂鳥(niǎo)如果食蜜不知其滋味，就有點(diǎn)匪夷所思了。

事實(shí)上，蜂鳥(niǎo)進(jìn)化出了一種非常獨(dú)特的鮮味受體來(lái)檢測(cè)糖[3]，產(chǎn)生類似于鮮味而非甜味的味覺(jué)體驗(yàn)。

另外偷偷說(shuō)一個(gè)貓星人們的小秘密，貓貓不僅吃不出甜，還對(duì)苦味特別敏感。

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

貓咪有著遲鈍的味覺(jué)系統(tǒng)，不得不努力提高對(duì)苦味的洞察力。因?yàn)閷?duì)于動(dòng)物而言，味覺(jué)系統(tǒng)往往是食物入腹的“最后一道防線”，能帶來(lái)愉快體驗(yàn)的甜味和鮮味都是在提升食欲從而幫助促進(jìn)攝入有營(yíng)養(yǎng)的食物，而帶來(lái)糟糕體驗(yàn)的酸味和苦味，則是在抑制食欲從而避免攝入腐敗或有毒害的食物。

在漫長(zhǎng)的演化之旅中，家貓的祖先糾結(jié)能否吃掉面前可能含有劇毒的小型無(wú)脊椎動(dòng)物的歲月里，它們終于進(jìn)化出了異常發(fā)達(dá)的苦味感知來(lái)為自己續(xù)命[4]。畢竟，寧可錯(cuò)失一口肥肉，也不能讓一點(diǎn)劇毒入腹。

不過(guò)貓主子們可以嘗出三磷酸腺苷 (ATP)，這種為活細(xì)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(chóng)創(chuàng)意

為了生存，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(niǎo)讓你疼惜，那遠(yuǎn)居冰雪世界企鵝們的“心酸鵝生”則會(huì)更讓你唏噓。

因?yàn)槠簌Z僅有兩種味覺(jué)體驗(yàn)——咸和酸。

以魚(yú)為生的企鵝竟然沒(méi)有鮮味受體？這從演化的角度上其實(shí)是非常難以理解的，目前比較可信的解釋為：企鵝丟失了一個(gè)向神經(jīng)系統(tǒng)傳導(dǎo)甜味、鮮味及苦味的重要零件。

海魚(yú)鮮美，可惜企鵝食不知味 | 圖蟲(chóng)創(chuàng)意

味覺(jué)的產(chǎn)生依賴于被喚醒的味覺(jué)細(xì)胞向大腦傳遞信號(hào)，但要喚醒細(xì)胞傳遞味覺(jué)信號(hào)并不容易，其中最重要的一環(huán)是需要細(xì)胞內(nèi)瞬時(shí)涌入大量的鈉離子，產(chǎn)生 “去極化”效果。

這需要一類特殊的離子通道蛋白，它們就像車(chē)站的閘機(jī)，當(dāng)檢票開(kāi)始時(shí)，能瞬間放入持有特定車(chē)票的旅客——鈉離子。

在味覺(jué)信號(hào)傳遞過(guò)程中，Trpm5離子通道蛋白放入鈉離子 | 參考文獻(xiàn)[5]

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

可是這么重要、關(guān)乎三種味覺(jué)的零件，企鵝怎么舍得說(shuō)丟就丟呢？

這可能與Trpm5蛋白是一種溫度敏感型蛋白有關(guān)。

在小鼠中的研究發(fā)現(xiàn)，低溫會(huì)抑制Trpm5蛋白的活性，南極的冰天雪地實(shí)在不適合Trpm5蛋白發(fā)揮作用[6, 7]。

不過(guò)也有另一種推測(cè)，認(rèn)為企鵝整條吞食魚(yú)的進(jìn)食方式使得味覺(jué)退化，僅保留避免攝入腐食的酸味感知，以及用于維持體內(nèi)滲透壓的咸味感知。

同是水里的鄰居，魚(yú)和鯨魚(yú)的味覺(jué)怎么差這么多？

與企鵝少得可憐的味覺(jué)相比，魚(yú)類反向演化出了最最發(fā)達(dá)的味覺(jué)感受系統(tǒng)。

一條長(zhǎng)約25cm的黃鮰（Ameiurus natalis）有高達(dá)20萬(wàn)個(gè)味蕾，而一條長(zhǎng)35~40cm的斑點(diǎn)叉尾鮰（Ictalurus punctatus）味蕾數(shù)甚至可以超過(guò)70萬(wàn)個(gè)（而有的海豚海獅和鯨魚(yú)卻幾乎沒(méi)有味蕾）[9, 10]。

密恐預(yù)警：斑點(diǎn)叉尾鮰皮膚上的味蕾分布圖，每個(gè)圓點(diǎn)表示100個(gè)味蕾，方格大小為1 cm×1 cm | 參考文獻(xiàn)[10]

因此有這樣的說(shuō)法，鰻鱺魚(yú)可以在極大的水域中感知到一滴來(lái)自家鄉(xiāng)的水，大馬哈魚(yú)可以在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)奧林匹克游泳池里面感受到一只蝦的存在。

魚(yú)類的大部分味蕾，都不在嘴里面，而是在臉上、身上、胡須上——鲇魚(yú)滿臉都是味蕾，鯉、鱘、鱈、鯔則全身體表到處都有味蕾，美斑點(diǎn)叉尾鮰嘴附近的4條胡須上，每平方毫米就有約25個(gè)味蕾。

既然魚(yú)兒全身都有味覺(jué)，不如我們抹上孜然辣椒和鹽?！?| 圖蟲(chóng)創(chuàng)意

而且不同的魚(yú)類還有著口味上的偏好，鱘魚(yú)對(duì)氨基酸的口味較為多樣化；草魚(yú)等植食性魚(yú)類偏愛(ài)蔗糖的味道；梭子魚(yú)、梭鱸和白鮭討厭含有檸檬酸的食物，但羅非魚(yú)、歐洲鰻魚(yú)和虹鱒魚(yú)則愿意食用酸性食物；和大多數(shù)動(dòng)物一樣，絕大部分的魚(yú)也很討厭苦味[11]。

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

彩蛋：

作者真的試過(guò)用甜玉米釣雜食性的鯽魚(yú)和草食性的鳊魚(yú)，十分鐘釣一條， 和父上一起，一小時(shí)釣了六七斤。

參考文獻(xiàn)

[1]Li, X., et al., Pseudogenization of a sweet-receptor gene accounts for cats' indifference toward sugar. PLoS Genet, 2005. 1(1): p. 27-35.

[2]Li, X., et al., Cats lack a sweet taste receptor. The Journal of nutrition, 2006. 136(7 Suppl): p. 1932S-1934S.

[3]Baldwin, M.W., et al., Evolution of sweet taste perception in hummingbirds by transformation of the ancestral umami receptor. Science, 2014. 345(6199): p. 929.

[4]https://www.scientificamerican.com/article/strange-but-true-cats-cannot-taste-sweets/.

[5]Neiers, F., M.-C. Canivenc-Lavier, and L. Briand, What Does Diabetes “Taste” Like? Current Diabetes Reports, 2016. 16.

[6]Damak, S., et al., Trpm5 null mice respond to bitter, sweet, and umami compounds. Chem Senses, 2006. 31(3): p. 253-64.

[7]Talavera, K., et al., Heat activation of TRPM5 underlies thermal sensitivity of sweet taste. Nature, 2005. 438(7070): p. 1022-5.

[8]Colsoul, B., et al., Loss of high-frequency glucose-induced Ca2+ oscillations in pancreatic islets correlates with impaired glucose tolerance in Trpm5-/- mice. Proc Natl Acad Sci U S A, 2010. 107(11): p. 5208-13.

[9]Finger, T.E., et al., Postlarval growth of the peripheral gustatory system in the channel catfish, Ictalurus punctatus. J Comp Neurol, 1991. 314(1): p. 55-66.

[10]Atema, J., Structures and functions of the sense of taste in the catfish (Ictalurus natalis). Brain Behav Evol, 1971. 4(4): p. 273-94.

[11]Kasumyan, A.O., K.B.J.F. Doving, and Fisheries, Taste preferences in fishes. 2010. 4(4): p. 289-347.

作者：一只哈代

編輯：悲催的鉈寶寶 酥魚(yú)

排版：洗碗

題圖來(lái)源：Pixabay

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原標(biāo)題：《魚(yú)的味蕾長(zhǎng)在臉上、身上、胡須上？不如撒上孜然和辣椒，正反煎一下……》

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