[科普中國]-魚的味蕾長在臉上、身上、胡須上？不如撒上孜然和辣椒，正反煎一下……

今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎告訴我們一個實用科學(xué)知識：吃完香辣火鍋第二天屁屁痛，都是介導(dǎo)熱痛覺的辣椒素受體TRPV1的錯。

不過當(dāng)年辣椒的祖先千辛萬苦演化出讓哺乳動物感到疼痛的辣椒素，本意可不是為了辣得你紅光滿面直呼再來一碗，而是希望既可以嚇跑能感知辣的哺乳動物，防止它們嚼碎、破壞種子傳播，又可以讓缺乏辣椒素受體的鳥類順利咽下種子，傳播到遠(yuǎn)方。

鳥類沒有TRPV1受體，也就沒有辣覺 ，什么湖南辣、江西辣呀在鳥兒面前都不值一提。

不過，除了沒有辣這種偽味覺，一些動物們還會缺失真正的味覺受體。

（貓：我懷疑你在揭我短 | Pixabay）

沒有甜味受體？讓采食花蜜的蜂鳥怎么辦

我們常把味覺分為五種——甜鮮酸苦咸，由分布在舌頭上的味蕾來負(fù)責(zé)感知。

味蕾實際上是一堆抱團(tuán)的味覺細(xì)胞，味覺細(xì)胞能感受哪種味道全靠卡在細(xì)胞膜上的一些小零件：它們本質(zhì)上是具有特殊結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，但又憑借著它們獨一無二的功能而被稱為味覺受體。

味覺受體就像一個個邊界哨站，一旦食物中釋放出的小分子像拼拼圖一樣恰好契合了味覺受體位于細(xì)胞膜外用來起探測作用的結(jié)構(gòu)，信號站位于細(xì)胞內(nèi)側(cè)的部分就會釋放“信使”喚醒細(xì)胞。

味覺細(xì)胞被喚醒之后，會把信號向位于大腦皮層的神經(jīng)元傳遞。根據(jù)被喚醒的細(xì)胞類型不同，大腦能輕松翻譯出舌頭所探測到的滋味。

但是一旦編碼味覺受體的模板基因出了差錯，就有可能 缺失相應(yīng)的味覺 。

最典型的就是出現(xiàn)在甜味受體上的錯誤，看看下圖，你會發(fā)現(xiàn)鮮味和甜味的味覺受體似乎長的和其他味覺受體不太一樣，沒錯，因為它們都是由兩種蛋白組裝而成的蛋白復(fù)合體。

（5種味覺受體示意圖 | zukerlab.com）

因為基因突變，我們的貓主子和鳥類都沒有正常的T1R2蛋白，也就沒有了感知甜味的能力[1, 2]。

身為食肉動物的貓主子吃不出甜味倒沒有什么影響，不過以花蜜和漿果為生的蜂鳥如果食蜜不知其滋味，就有點匪夷所思了。

事實上，蜂鳥進(jìn)化出了一種非常獨特的鮮味受體來檢測糖[3]，產(chǎn)生類似于鮮味而非甜味的味覺體驗。

另外偷偷說一個貓星人們的小秘密， 貓貓不僅吃不出甜，還對苦味特別敏感 。

分析家貓的DNA，可以找到12種與苦味感知相關(guān)的基因，和多達(dá)7種的苦味受體，這意味著貓咪比其他動物更容易體驗到討厭的苦味。

貓咪有著遲鈍的味覺系統(tǒng)，不得不努力提高對苦味的洞察力。因為對于動物而言， 味覺系統(tǒng)往往是食物入腹的“最后一道防線” ，能帶來愉快體驗的甜味和鮮味都是在提升食欲從而幫助促進(jìn)攝入有營養(yǎng)的食物，而帶來糟糕體驗的酸味和苦味，則是在抑制食欲從而避免攝入腐敗或有毒害的食物。

在漫長的演化之旅中，家貓的祖先糾結(jié)能否吃掉面前可能含有劇毒的小型無脊椎動物的歲月里， 它們終于進(jìn)化出了異常發(fā)達(dá)的苦味感知 來為自己續(xù)命[4]。畢竟，寧可錯失一口肥肉，也不能讓一點劇毒入腹。

為了生存，企鵝放棄了感受食物的鮮美

如果感受不到甜味的貓貓和小鳥讓你疼惜，那遠(yuǎn)居冰雪世界企鵝們的“心酸鵝生”則會更讓你唏噓。

因為 企鵝僅有兩種味覺體驗——咸和酸 。

以魚為生的企鵝竟然沒有鮮味受體？這從演化的角度上其實是非常難以理解的，目前比較可信的解釋為： 企鵝丟失了一個向神經(jīng)系統(tǒng)傳導(dǎo)甜味、鮮味及苦味的重要零件 。

味覺的產(chǎn)生依賴于被喚醒的味覺細(xì)胞向大腦傳遞信號，但要喚醒細(xì)胞傳遞味覺信號并不容易，其中最重要的一環(huán)是 需要細(xì)胞內(nèi)瞬時涌入大量的鈉離子，產(chǎn)生 “去極化”效果 。

這需要一類特殊的離子通道蛋白，它們就像車站的閘機(jī)，當(dāng)檢票開始時，能瞬間放入持有特定車票的旅客——鈉離子。

（在味覺信號傳遞過程中，Trpm5離子通道蛋白放入鈉離子 | 參考文獻(xiàn)[5]）

企鵝所丟掉的零件正是這樣的一個 離子通道蛋白，名叫Trpm5 ，甜味、鮮味及苦味信號的傳輸都需要它參與作用。

可是這么重要、關(guān)乎三種味覺的零件，企鵝怎么舍得說丟就丟呢？

這可能與Trpm5蛋白是一種 溫度敏感型蛋白 有關(guān)。

在小鼠中的研究發(fā)現(xiàn)，低溫會抑制Trpm5蛋白的活性，南極的冰天雪地實在不適合Trpm5蛋白發(fā)揮作用[6, 7]。

不過也有另一種推測，認(rèn)為企鵝整條吞食魚的進(jìn)食方式使得味覺退化，僅保留避免攝入腐食的酸味感知，以及用于維持體內(nèi)滲透壓的咸味感知。

同是水里的鄰居，魚和鯨魚的味覺怎么差這么多？

與企鵝少得可憐的味覺相比， 魚類反向演化出了最最發(fā)達(dá)的味覺感受系統(tǒng) 。

一條長約25cm的黃鮰（ Ameiurus natalis ）有高達(dá)20萬個味蕾，而一條長35~40cm的斑點叉尾鮰（ Ictalurus punctatus ）味蕾數(shù)甚至可以超過70萬個（而有的海豚海獅和鯨魚卻幾乎沒有味蕾）[9, 10]。

（密恐預(yù)警：斑點叉尾鮰皮膚上的味蕾分布圖，每個圓點表示100個味蕾，方格大小為1 cm×1 cm | 參考文獻(xiàn)[10]）

因此有這樣的說法，鰻鱺魚可以在極大的水域中感知到一滴來自家鄉(xiāng)的水，大馬哈魚可以在一個標(biāo)準(zhǔn)奧林匹克游泳池里面感受到一只蝦的存在。

魚類的大部分味蕾，都不在嘴里面，而是在臉上、身上、胡須上 ——鲇魚滿臉都是味蕾，鯉、鱘、鱈、鯔則全身體表到處都有味蕾，美斑點叉尾鮰嘴附近的4條胡須上，每平方毫米就有約25個味蕾。

而且 不同的魚類還有著口味上的偏好 ，鱘魚對氨基酸的口味較為多樣化；草魚等植食性魚類偏愛蔗糖的味道；梭子魚、梭鱸和白鮭討厭含有檸檬酸的食物，但羅非魚、歐洲鰻魚和虹鱒魚則愿意食用酸性食物；和大多數(shù)動物一樣，絕大部分的魚也很討厭苦味[11]。

這不禁讓人思考，釣魚佬如果按魚的口味投其所好，是不是就不會“空軍”呢？

彩蛋：

作者真的試過用甜玉米釣雜食性的鯽魚和草食性的鳊魚，十分鐘釣一條， 和父上一起，一小時釣了六七斤。

參考文獻(xiàn)

[1]Li, X., et al., Pseudogenization of a sweet-receptor gene accounts for cats' indifference toward sugar. PLoS Genet, 2005. 1(1): p. 27-35.

[2]Li, X., et al., Cats lack a sweet taste receptor. The Journal of nutrition, 2006. 136(7 Suppl): p. 1932S-1934S.

[3]Baldwin, M.W., et al., Evolution of sweet taste perception in hummingbirds by transformation of the ancestral umami receptor. Science, 2014. 345(6199): p. 929.

[4]https://www.scientificamerican.com/article/strange-but-true-cats-cannot-taste-sweets/.

[5]Neiers, F., M.-C. Canivenc-Lavier, and L. Briand, What Does Diabetes “Taste” Like? Current Diabetes Reports, 2016. 16.

[6]Damak, S., et al., Trpm5 null mice respond to bitter, sweet, and umami compounds. Chem Senses, 2006. 31(3): p. 253-64.

[7]Talavera, K., et al., Heat activation of TRPM5 underlies thermal sensitivity of sweet taste. Nature, 2005. 438(7070): p. 1022-5.

[8]Colsoul, B., et al., Loss of high-frequency glucose-induced Ca2+ oscillations in pancreatic islets correlates with impaired glucose tolerance in Trpm5-/- mice. Proc Natl Acad Sci U S A, 2010. 107(11): p. 5208-13.

[9]Finger, T.E., et al., Postlarval growth of the peripheral gustatory system in the channel catfish, Ictalurus punctatus. J Comp Neurol, 1991. 314(1): p. 55-66.

[10]Atema, J., Structures and functions of the sense of taste in the catfish (Ictalurus natalis). Brain Behav Evol, 1971. 4(4): p. 273-94.

[11]Kasumyan, A.O., K.B.J.F. Doving, and Fisheries, Taste preferences in fishes. 2010. 4(4): p. 289-347.