对于鸟类的嗅觉 我们误解了200年

划重点

★ 曾经在相当长的一段时间里,人类都认为鸟类几乎没有嗅觉。

★ 直到2008年,科学家通过对不同鸟类基因组的分析,得出结论:嗅觉对鸟类至关重要。

★鸟类除了是飞行大师、视觉天才和歌唱冠军之外,还拥有强大的嗅觉力量。

对于鸟类的嗅觉 我们误解了200年-插图

秃鹫。| 图片来源:Sonja Krueger

01

鸟类没有嗅觉吗?

大约200年前,美国著名鸟类学家约翰·詹姆斯·奥杜邦(John James Audubon)进行了一项实验。他将一具腐败的猪尸体藏在灌木丛下,想以此来测试秃鹫是否借助嗅觉进行捕猎。结果,这些大鸟全然忽视了这具尸体,其中一只反而冲到了附近一块几乎没有任何气味的填充鹿皮旁边。

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鸟类学家奥杜邦。| 来源:Wikimedia Commons

奥杜邦把这个结果当作这些鸟类依靠视觉而非嗅觉来寻找食物的证据。事实上,很长一段时间以来,这是一种普遍接受的观点。即使到了40多年前,当有动物行为学家提出,信鸽通过嗅闻化学特征来找到飞回栖息地的路时,许多同行不屑一顾。

当时的主流观点认为,鸟类拥有其他几种敏锐的感官来指引它们,包括视觉,甚至听觉。对鸽子和其他一些鸟类物种来说,磁感也是一种重要的感觉。但嗅觉并不在列。那时的生物教科书里还明确地写着,鸟类几乎没有嗅觉。许多人,包括不少科学家,对此深信不疑。

而后,事情发生了变化,越来越多相反的证据出现了。比如,有实验发现,秃鹫其实会被藏在盒子里的尸体吸引,但前提条件是,这种诱饵没有过度腐败,它就可以在风扇的作用下释放出特殊而强烈的气味,而奥杜邦的实验很可能就是使用了过度腐败的尸体。

还有研究认为,信天翁、鹱和其他一些海鸟,能够通过检测鱼类吃下的浮游生物所释放的一种化学物质来寻找猎物。

近日,两项有关鸟类行为和分子层面的研究也在瓦解这一陈旧的观点。其中一项研究在分子层面记录了鸟类的多种功能性嗅觉受体。而另一项研究则通过实验观察发现,鹳会利用刚割过的草散发出的气味寻找合适的觅食之处。

越来越多研究人员已经意识到,嗅觉对鸟类生物学的诸多方面有着重要影响。

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信天翁能闻到鱼类吃下的浮游生物所释放的化学物质,并以此寻找猎物。|来源:维基百科02鸸鹋:嗅觉对我很重要!

时间回到2008年。当时,分子生态学家西尔克·施泰格尔(Silke Steiger)和团队分析了7个目中9个鸟类物种的基因组。研究发现了许多嗅觉受体(OR)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。

在不太依赖嗅觉的物种中,比如人类,这些基因常会发生突变,不再承担功能。但研究证实,许多鸟类的OR基因是完整的。更重要的是,他们发现这些基因的数量与鸟类嗅球的大小有关,而嗅球就是大脑的嗅觉中心。这进一步说明,这些受体应当仍然承担着相应功能。

在这项研究的基础上,进化生物学家克里斯托弗·巴拉克里什南(Christopher Balakrishnan)和罗伯特·德赖弗(Robert Driver)进一步研究了更广泛的鸟类物种基因组。他们对蜂鸟、鸸鹋、鸡、斑胸草雀和以热带水果为食的侏儒鸟的基因组进行了分析,从而发现了更多OR基因。

在这些结果中,鸸鹋的基因组尤其令许多鸟类学家感到惊讶和兴奋。鸸鹋是一种非常古老的鸟类,从鸟类谱系图上来说,它位于接近底部的位置。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非常多样的OR基因,也许嗅觉从一开始就对鸟类至关重要。

新研究通过比较发现,鸟类特有的一组多样的受体已经分裂成了不同鸟类谱系所拥有的多种特有的类型。这说明,这些基因随着鸟类物种的多样化而迅速进化。在自然选择的筛选下,执行关键任务的基因不断涌现并保留。

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鸸鹋:我有多样的嗅觉受体基因。| 来源:Pixabay03

白鹳:我喜欢割草的气味~

第二项研究的起源更为奇妙,它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,昆虫和啮齿动物这些猎物最容易暴露,是饱餐一顿的好地方。

为了找到答案,科学家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,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来做出觅食决定。

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白鹳:割草的气味昭示我的觅食之处。|来源:Pixabay

所有这些结果都在告诉我们,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,甚至可能在依赖气味进行社会交往。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。

我们应该承认,鸟类除了是飞行大师、视觉天才和歌唱冠军之外,还拥有另外一种强大的力量。

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