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2020-07-03 16:25
你以为企鹅能吃出老干妈味道?

Image by Michael Frankenstein from Pixabay


前几天腾讯闹了个大乌龙:本来打算起诉老干妈没有交广告费,结果却发现是自己被骗了,不仅丢了脸,还足足损失了1600万。


为此小企鹅看着手里的老干妈觉得不香了:


图源:哔哩哔哩


他们甚至为此还发了视频,表示自己吃了加辣椒酱……


等等!我盲生发现了一个华点!


企鹅会吃辣椒酱吗?那么接下来我们今天给大家……


紧接着我就看到了果壳聚聚给出了答案:



图源:微博


啊,对于蹭热点这件事,我们总是慢人一步……


但是!作为一名专业的生物科普,秉承着不抛弃不放弃的精神,我们决定还是和大家更深入地掰扯掰扯,到底是什么决定了企鹅和其他鸟类尝不到辣椒味,而又有什么其他动物也不能体验到辣味(换句话说就是很能吃辣)


企鹅:其实我就尝不到几个味道


如果看了上面的文章,想必你已经知道辣味其实不是味觉,而是一种使人和动物产生炙热感的,更类似于痛觉的一种感觉。


而腾讯企鹅其实不仅仅像果壳聚聚说的那样尝不到辣味,甚至连“五味”都尝不到几个:它只能尝出酸味和咸味,而甜味、苦味和鲜味都丢失了。


天生嘴里就没味道,我也很绝望啊(图源:unsplash)


其实这个研究看起来非常“简单粗暴”:


在过去十几年间科学家们已经研究出几个和味觉相关的基因,比如Tas1r2决定甜味,Tas1r1决定了鲜味,Tas1r3影响了了甜味和鲜味,Tas2r决定了苦味……


而把这些基因在不同动物的基因组里找一找,发现企鹅的基因组里全都没有(准确说是都不能表达了),也就说明了企鹅并没有这些味觉。


打个比方,就好比你要查甜味、鲜味、苦味这几个词,而你面前有中文字典、英文字典和火星文字典,那么经过查找发现火星文字典里没有这三个词,我们就可以推测火星人可能也尝不出这几个味道。(不过基因相比于字典还是更准确的)


研究者使用的几种物种的基因组,并对号入座进行判断有没有这个味觉(图源:Zhao H, et al.)


但这又是为什么呢?其实我们的味觉形成是可以用达尔文的进化理论进行解释的:尝到甜味、鲜味、咸味,有助于我们识别并补充身体需要的葡萄糖、氨基酸和盐分,而尝到苦味、酸味,大部分是一些有毒物,或者是变质变坏的食物。所以才会有这样“五味”的形成。


那么同样的道理,我们就可以推测是不是环境的改变导致了企鹅尝不到什么味道:


比如研究其实还检测了其他鸟类,发现绝大部分鸟类都失去了甜味;


而生活在南极这样冰天雪地里,像苦味、鲜味可能企鹅就吃不出来,久而久之也就退化了;


另外我们看纪录片可以看到,企鹅在吃东西的时候喜欢囫囵吞枣式地把食物一口吞进去,这可能就和猪八戒吃人参果——全不知滋味,是一个道理的。


分析时用到的一种企鹅,巴布亚企鹅(图源:张建之)


所以要是按照这个对应关系,我们这边建议亲最好不要和甜酱、味精等等调味品发生过深的瓜葛,像豆瓣酱这种咸口的可能不错。(滑稽.jpg)


那为什么鸟类不怕辣呢?


前面果壳聚聚提到“鸟类是无法感知辣椒素的”,那好奇的人们不仅要再问一句了:那又是为什么无法感知呢?或者说,生物是怎么感知到辣椒素呢?


其实类似前面的味觉,辣椒素也是需要识别的,而这种感知热刺激、痛觉的基因,早在1997年就被科学家发现了——TRPV1,我们下面就简称为“辣椒素受体”吧。


(不然一串英文大家也记不住,不过它除了感知辣椒素,还和热感应、痛觉有关,所以这样称呼是不准确的)


TRPV1的蛋白质模型(图源:Wikipedia)


辣椒素受体在结合辣椒素时会释放信号给大脑,让你产生痛觉的“愉悦感”。


但是科学家发现,鸡的辣椒素受体即使在100μM浓度辣椒素(根据辣酱辣度定义进行换算,大概是四川的中辣,直接啃辣椒的感觉)刺激下也没有反应,这也说明了鸟类对于辣椒素无动于衷的原因。


究其原因,最主要就是这个蛋白质的结构发生了改变,导致对辣椒素的识别能力变差了。


而也正是这样的一个受体的改变,鸟类食用辣椒之后未经消化的辣椒籽,可以伴随鸟类飞翔而四处传播,这就给含辣椒素的植物有了一个广阔的繁衍空间。



你就是四川人来我也不带怕的(但广东人来你就是白切鸡了,图源:unsplash)


除此之外,科学家还会利用各种各样的方法来研究蛋白质具体的结构,以及这些结构是怎么发挥作用的,


而结合这样的研究,就可以推测,到底是什么基因位点的改变,影响了辣椒素受体对辣椒素的识别。


难道只有鸟类在吃辣上无敌吗?


纵观脊椎动物亚门,能和鸟类在吃辣上能掰手腕的还真没几个,像是鱼类、爬行类动物的辣椒素受体对辣的抗性都远不如鸟。


这一点光是从不同动物的辣椒素受体对温度的承受能力就可见一斑(图源:Gracheva E O, et al.)


大多数哺乳动物在天生能吃辣这一点上也比不赢鸟(人类那更多是后天不断“训练”的成果),但凡事总是存在例外。


最早在研究辣椒素受体结构时,科学家就发现兔子的辣椒素受体也有一定的位点突变,对辣椒素也不太敏感,甚至还将兔子的辣椒素受体转移到小鼠上,发现小鼠的抗辣椒能力biubiu往上涨。


兔爷我也是吃辣小能手(图源:unsplash)


而最近的研究还发现了一种特别能吃辣的动物:


树鼩(qu,二声,Tupaia belangeri chinensis)


树鼩(图源:昆明灵长类研究中心)


这个小家伙看起来长得像松鼠,但其实是一种和人类所属的灵长类动物关系非常近的物种,因此已经被作为一类重要的实验动物,辅助很多人体疾病的研究。


而在养树鼩的实验人员就发现,当他们给树鼩喂辣椒的时候,它们会主动去吃,还吃得津津有味。


相比之下,要是给小鼠的食物里添加辣椒,小鼠就会吃得越来越少(像极了我这种吃辣就毫无胃口的广东人)


小家伙面对红辣椒毫不畏惧(图源:Han Y, et al.)


往基因组里查一查,果不其然,还是这个辣椒素受体有猫腻。其中的一个位点发生了突变,导致了树鼩对辣椒素的敏感性降低了。


换句话说,基因突变导致了树鼩“从广东人变成了四川人”。


但问题又出现了,树鼩主要分布在东南亚地区,而辣椒进入亚洲才不过300年历史,自然选择再怎么强大也没办法让树鼩在三百年里“从广东人变成四川人”。


进一步的探究科学家发现,原来是树鼩喜欢吃一种广泛生长在东南亚的胡椒属植物,芦子藤(Piper boehmeriaefolium)。这种植物含有一种类似辣椒素的物质,促进了树鼩在吃辣天赋上的快速进化。


芦子藤的形态(左图)和在亚洲的分布情况(右图)(图源:Han Y, et al.)


不过文章里倒是没有让树鼩和鸡比试一下,看看到底谁才是真正的吃辣之王,毕竟这样的比试在综艺里可能更容易出现,而在科研文章中反而没了什么意义。


不管是味觉、辣觉还是痛觉,你会发现其实这些感知觉的变化似乎冥冥之中自有天定,这可能就是达尔文说的自然选择在发挥着作用:


当生物想要适应环境时,就会演化出适合在这个环境生存的能力——人类有了“五味”来分辨食物,企鹅在天寒地冻中将味觉退化,鸟类和辣椒达成了共进退的共识,树鼩演化出吃辣能力避免了别人抢食物……


那你觉得为什么人类会喜欢吃辣呢?不妨在下面留言评论,我们一起聊聊这其中的可能性。


顺带一提,企鹅吃老干妈没味道,下次就不会再乱吃了,也算是“吃一堑长一智”式的演化了吧。


参考资料:

Zhao H, Li J, Zhang J. Molecular evidence for the loss of three basic tastes in penguins[J]. Current Biology, 2015, 25(4): R141-R142.

Yang F, Zheng J. Understand spiciness: mechanism of TRPV1 channel activation by capsaicin[J]. Protein & cell, 2017, 8(3): 169-177.

Jordt S E, Julius D. Molecular basis for species-specific sensitivity to “hot” chili peppers[J]. Cell, 2002, 108(3): 421-430.

王荣, 江英, 王陈强. 浓缩辣椒酱辣度分级的研究[J]. 食品工业, 2013 (6): 124-127.

Gavva N R, Klionsky L, Qu Y, et al. Molecular determinants of vanilloid sensitivity in TRPV1[J]. Journal of Biological Chemistry, 2004, 279(19): 20283-20295.

Gracheva E O, Bagriantsev S N. Evolutionary adaptation to thermosensation[J]. Current opinion in neurobiology, 2015, 34: 67-73.

Han Y, Li B, Yin T T, et al. Molecular mechanism of the tree shrew’s insensitivity to spiciness[J]. PLoS biology, 2018, 16(7): e2004921.

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