吃得酸中酸,方為鳥(niǎo)上鳥(niǎo)?“蒜鳥(niǎo)”痛失本名……
《世說(shuō)新語(yǔ)》中記載了竹林七賢之一王戎“道旁李苦”的典故:眾人見(jiàn)路邊李樹(shù)果實(shí)累累爭(zhēng)相采摘,唯有他斷言“樹(shù)在道旁而多子,此必苦李”,驗(yàn)證果然酸澀。
然而,與人類(lèi)對(duì)酸味避之不及形成鮮明對(duì)比的是,很多鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)一些我們眼中酸度爆表的果實(shí)卻爭(zhēng)相食之。最近,中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所研究員賴(lài)仞團(tuán)隊(duì)首次揭示了鳥(niǎo)類(lèi)感知和耐受酸味的分子機(jī)制及其在演化歷程中的關(guān)鍵作用。一則被鳥(niǎo)類(lèi)?ài)`行千萬(wàn)年的箴言浮出水面——“吃得酸中酸,方為鳥(niǎo)上鳥(niǎo)”!
味覺(jué)的適應(yīng)性?xún)r(jià)值
味覺(jué)是動(dòng)物感知環(huán)境的重要方式之一。在甜、鮮、苦、咸、酸幾種味覺(jué)中,甜味和鮮味會(huì)促進(jìn)動(dòng)物攝入富含蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分的食物;苦味和酸味通常會(huì)引起動(dòng)物的厭惡感,幫助動(dòng)物規(guī)避一些有毒有害的食物;咸味的感知?jiǎng)t有利于維持有機(jī)體的滲透壓。
總而言之,對(duì)人類(lèi)而言,味覺(jué)或許更多服務(wù)于享受美食的需求,但對(duì)于自然界中的動(dòng)物而言,其核心價(jià)值在于幫助它們有效攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、規(guī)避有害物質(zhì),進(jìn)而在物種的生存競(jìng)爭(zhēng)與繁衍延續(xù)中發(fā)揮關(guān)鍵的適應(yīng)性作用。
鳥(niǎo)類(lèi)究竟有多能吃酸?
60%的鳥(niǎo)類(lèi)科、37%的鳥(niǎo)類(lèi)物種會(huì)取食果實(shí),而它們所取食的果實(shí)pH值在2.5到3.5之間。pH值是用來(lái)衡量溶液酸堿性強(qiáng)弱的指標(biāo),數(shù)值小于7為酸性,數(shù)值越小,酸性越強(qiáng)。作為對(duì)比,幾種常見(jiàn)泡菜(如白蘿卜、豇豆、辣椒等)的pH值在3左右,山西老陳醋的pH值在3.6-3.9(GB/T19777—2013《地理標(biāo)志產(chǎn)品 山西老陳醋》)。
這一pH范圍意味著鳥(niǎo)類(lèi)偏好的果實(shí)具有較高的酸度,其酸性強(qiáng)度甚至超過(guò)日常生活中的一些酸性食物。更直觀來(lái)說(shuō),一些鳥(niǎo)類(lèi)以果實(shí)為主食,相當(dāng)于人類(lèi)天天以泡菜為主要食物,并且還要配上一兩瓶醋!
對(duì)于吃酸,鳥(niǎo)兒們的行為是經(jīng)得起檢驗(yàn)的。研究者設(shè)置了雙瓶偏好實(shí)驗(yàn):在實(shí)驗(yàn)籠內(nèi)放置兩個(gè)相同的瓶子,分別裝有不同液體(如清水與糖水、普通水與含藥物溶液等)。通過(guò)刻度瓶或稱(chēng)重法記錄動(dòng)物在一定時(shí)間內(nèi)(如24小時(shí))對(duì)兩瓶液體的消耗量。
對(duì)比鳥(niǎo)類(lèi)與哺乳動(dòng)物的酸耐受能力發(fā)現(xiàn):對(duì)于10-20mM(毫摩爾每升)檸檬酸溶液,原鴿(Columba livia)和金絲雀(Serinus canaria)僅表現(xiàn)出輕微厭惡,而小鼠(Mus musculus)、樹(shù)鼩(Tupaia chinensis)等哺乳動(dòng)物則表現(xiàn)出顯著回避反應(yīng)。
它們真的愛(ài)吃酸嗎?
鳥(niǎo)兒們吃酸的時(shí)候,是在享受“酸爽”嗎?還是它們實(shí)際上根本感受不到酸味呢?
研究團(tuán)隊(duì)從它們的酸味覺(jué)受體OTOP1中找到了這個(gè)問(wèn)題的答案。哺乳動(dòng)物的OTOP1在酸性環(huán)境中會(huì)激活離子通道,增強(qiáng)酸味信號(hào);而鳥(niǎo)類(lèi)的OTOP1在低pH條件下(如pH2.5-3.5)會(huì)發(fā)生“酸誘導(dǎo)抑制”,即通道活性被抑制,減少質(zhì)子內(nèi)流,從而削弱酸味感知。
鳥(niǎo)兒“吃著枇杷唱著歌”——突然就沒(méi)味道了!這能跟誰(shuí)說(shuō)理去?
“吃得酸中酸,方為鳥(niǎo)中鳥(niǎo)”
作為鳥(niǎo)類(lèi)中最進(jìn)化的類(lèi)型,鳴禽有70%的科以水果為食,而非鳴禽中這一比例僅有51%。在鳴禽對(duì)各種環(huán)境都表現(xiàn)出的強(qiáng)大適應(yīng)力的背后,“吃得酸”可謂立下了汗馬功勞。
鳥(niǎo)類(lèi)共同祖先的OTOP1已具備了基礎(chǔ)酸抑制能力,而鳴禽譜系在演化過(guò)程中獲得的一個(gè)額外突變,讓它們有了更強(qiáng)的酸抑制功能。自此以后,對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)尤其鳴禽而言,那些難以下咽的果實(shí)都變成了美味佳肴。這讓鳴禽在食物短缺的季節(jié),可以依靠那些對(duì)其他物種而言過(guò)于酸澀的果實(shí)成功生存。
在該研究中,研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步揭示了鳥(niǎo)類(lèi)酸味耐受能力與甜味感知能力的協(xié)同演化機(jī)制。這種協(xié)同作用使鳥(niǎo)類(lèi)能有效耐受果實(shí)中的高有機(jī)酸,并能敏銳感知其中的糖分(甜味),從而更高效地開(kāi)發(fā)和利用水果資源。這一進(jìn)化優(yōu)勢(shì)推動(dòng)了鳴禽物種的多樣性爆發(fā),一舉擴(kuò)展了它們的生態(tài)位。依鄭光美《世界鳥(niǎo)類(lèi)分類(lèi)與分布名錄》(2002)的統(tǒng)計(jì),鳴禽占據(jù)了所有鳥(niǎo)類(lèi)的半壁江山,讓它們達(dá)成成就——“吃得酸中酸,終為鳥(niǎo)上鳥(niǎo)”。
此外,這一研究也為剖析鳥(niǎo)類(lèi)與植物間的協(xié)同演化關(guān)系以及生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)策略提供了重要科學(xué)線(xiàn)索,對(duì)于探究生物多樣性形成機(jī)制具有重要意義。
來(lái)源:中國(guó)科普博覽
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