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[原创]猫和狗不懂美食

混乱博物馆  · 公众号  · 2018-11-09 23:41

猫和狗在情感上是与人类最亲近的动物,但在生理上远远不是这样。我们此前了解了它们在视觉上与我们的差异,在药物反应上与我们的差异,这次又轮到了味觉。

的确,这是一个感官的世界,但是人类的感官的世界,因为我们从来无法站在其它动物的视角上观察这个世界。

好在拜进步的生理学所赐,我们正在从侧面认识到,许多习以为常的东西,并没有那样客观。


-文字稿-

我们已经知道,这个花花世界在猫和狗的眼睛里完全不同——它们都是红色盲;那你有没有想过,同一碗饭,在猫和狗里是什么味道?

这可不是一个无聊的问题。味道来自外界的化学物质,而味觉是体内的神经反应,要在两者之间产生准确的联系,需要复杂的适应结构。

在宏观上,哺乳动物的味觉主要靠舌头上的味蕾识别,以人类为例,我们作为一种能说会道的杂食动物,舌头格外肥大有力,表面分布了四种不同的舌乳头,数量最多的丝状乳头没有味蕾,而其余的蕈状乳头、叶状乳头和轮廓乳头总共含有9000多个味蕾,在全体哺乳动物中首屈一指。

味蕾埋在口腔上皮的浅表处,非常像蒜头,由几十个梭状的味觉细胞集结成团,并通过味孔与口腔沟通。

我们目前明确了三种味觉细胞,它们顶端带有不同的受体。

第一种由胶质细胞特化来,它的顶端是钠钾离子泵,能感知咸味;

第二种是接受细胞,它能与多种有机分子结合,识别出甜、鲜、苦等复杂分子造成的味觉;

第三种是前突触细胞,它们能被水合氢离子激活,感知产生酸味。

三种味觉细胞相互作用,最后将刺激转化为神经冲动,传递给大脑的味觉中枢,这样一来,味觉就形成了。

可见,接受细胞是味觉多样性的主要来源,在微观上,这都是G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptors,GPCRs)的功劳。

这个受体镶嵌在细胞膜上,在细胞内侧偶联着G蛋白——G是指二磷酸鸟苷,GDP,与ADP非常类似,而蛋白包括了α、β、γ三个亚基。

而在细胞外侧,G蛋白偶联受体能与特定的物质结合。这种结合改变了它的构型,G蛋白脱离下来,其上的二磷酸鸟苷被三磷酸鸟苷取代——随后,带有三磷酸鸟苷的α亚基就与钙离子通道结合,把细胞外的钙离子放进来,引发细胞内的信号转导,最终激起神经冲动;而G蛋白的α亚基随后会水解三磷酸鸟苷,使一切回到原点。

由此可见,G蛋白偶联受体能够结合什么物质,决定了动物能够尝出什么味道——这将由具体的基因决定,并进一步的是进化的产物——动物能尝到什么味道,与它们的生态位高度吻合:肉类富含氨基酸而鲜美,富含脂肪而醇香;植物因为富含糖分而甘甜——动物主食什么东西,味觉就奖励什么味道。

就拿猫来说,它们是单纯的食肉动物,缺乏消化植物的能力,所以它们对鲜味和香味的感知都很正常,但是编码识别甜味的G蛋白偶联受体的基因失去了功能,几乎没有甜味觉。冰淇淋在猫嘴里和一大坨肥肉味道类似,不甜,但是很香。而且它们的舌头上只有500个味蕾,味觉很弱,很容易吃得过咸。

狗作为人类最古老的伙伴,和人类一样也是杂食动物,能吃到一处去,它们的味觉与人类没有明显差别,但只有1500个味蕾,所以更倾向于用鼻子推断食物的味道,那里的G蛋白偶联受体更多。

而狗的祖先是狼,一种经常食腐的动物,腐肉中氨基酸分解的胺类物质能令它们感到兴奋,那些令人类感到恶臭朽烂的东西,对狗来说别有风味。

作为食肉目的叛徒,大熊猫也很值得一提,它们负责感知谷氨酸的基因失能了,不再尝得出肉食的鲜味,但这一基因突变大约发生在420万年前,比它们吃竹子晚了300万年——也就是说在如此漫长的时间里,大熊猫的祖先都是过着吃笋的命,操着吃肉的心。

而另一方面,酸味和苦味标记了植物尚未成熟,或者食物已经腐烂,或者有毒的生物碱过量,大多数动物都不会失去。但是鲸类长期适应吞食,吃东西不粘舌头,于是连苦味觉也消失了——这使得它们不知道原油污染的海面非常危险,常常因此丧命——这是一件悲哀的事情。

最后,G蛋白偶联受体的功能可不止区区一个味觉,人体4%的基因都用来编码它们,40%的现代药物都以它们为靶点,一切免疫、感知、内分泌等等活动都必须它们参与——真是数不清的故事啦!



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