为鸟类“正名”向大脑“汇报”气味相关的信号

2021-08-13 09:12:00

大约200年前,美国著名鸟类学家John James Audubon进行了一项实验,他将一具腐烂的猪尸体藏在灌木丛下,以此来测试鸟类是否借助嗅觉进行捕猎。结果,这些鸟全然忽视了这具尸体。

Audubon把这个结果当作鸟类依靠视觉而非嗅觉来寻找食物的证据。尽管后来有证据表明秃鹫和其他一些鸟类会通过气味猎食,但大多数鸟类对气味不敏感的观点依然存在。

“甚至生物教科书已经明确表明,鸟类几乎没有嗅觉,现在许多人都这么认为。”美国密歇根州立大学化学生态学家Danielle Whittaker说。

近日,两项有关鸟类行为和分子层面的研究瓦解了上述陈旧的观点。其中,美国研究人员发表于《科学报告》的一项研究发现,鹳会利用刚割过的草散发出的气味寻找合适的觅食之处。另一项研究中,德国研究人员在分子层面记录了鸟类的多种功能性嗅觉受体。相关研究发表于《综合与比较生物学》。

2008年,德国分子生态学家Silke Steiger团队分析了7个目中的9个鸟类物种的基因组,发现了许多嗅觉受体基因。嗅觉受体是一类可以与气味分子结合的特殊蛋白质,它们负责向大脑“汇报”气味相关的信号。

在这项研究的基础上,美国东卡罗来纳州立大学进化生物学家Christopher Balakrishnan和研究生Robert Driver研究了一些现有的最佳鸟类基因组,并对蜂鸟、鸸鹋、鸡等的基因组进行了分析,发现了许多新的嗅觉受体。

在这些结果中,鸸鹋的基因组尤其令Whittaker感到惊讶和兴奋。鸸鹋是一种非常古老的鸟类,因此,这一结果从某种程度上暗示,所有鸟类的祖先可能也有一套多样的嗅觉受体基因,也许嗅觉从一开始就对鸟类至关重要。

第二项研究最初的灵感来自一位德国小学生的提问。在德国一所学校的拓展项目中,一位小学生问科学家,当地的欧洲白鹳是如何找到那些刚刚被割过的草地的。在那些地方,昆虫和啮齿动物等猎物最容易暴露,是饱餐一顿的好地方。

为了找到答案,德国马普学会鸟类研究所生态学家Martin Wikelski驾驶飞机在春夏阳光明媚的日子里盘旋观察了70只鹳。他们注意到,即使鹳没有看见人们割草,也没听到割草的声音,它们也能找到位于上风处被割过的草地,就好像是被割草的气味所吸引。

为了证实这一猜想,Wikelski团队将割草散发出的气味,也就是三种挥发性化学物质的混合物喷洒到了没有被割过的草地上,结果鹳群“蜂拥而至”。

“这非常清楚地表明,这些鸟几乎完全依靠嗅觉觅食。”Whittaker说。

所有这些结果表明,鸟类的嗅觉不应该被忽视。更多研究还发现,鸟类能够感知植物散发出的挥发性化学物质的信号,甚至可能依赖气味进行交流。这些线索的使用可能普遍存在于鸟类中,只是还没有得到足够的研究。

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