昆蟲(chóng)靠什么聞到氣味?

科普中國(guó)-科學(xué)原理一點(diǎn)通 2020-11-24 作者:楊玉琴

  昆蟲(chóng)是地球上種類十分豐富的類群,在長(zhǎng)期的進(jìn)化中,其嗅覺(jué)系統(tǒng)已經(jīng)成為一個(gè)高度專一且極其靈敏的化學(xué)檢測(cè)器,可以識(shí)別環(huán)境中特異性的化學(xué)氣味分子,并依此來(lái)覓食、求偶、躲避天敵等。

  

  嗅覺(jué)感器多分布于昆蟲(chóng)的觸角和觸須上,在不同昆蟲(chóng)間,形狀和大小差別很大,分布與數(shù)量差別亦很大。嗅覺(jué)感器根據(jù)形態(tài)可分為3類:毛形感器、錐形感器和腔錐形感器。昆蟲(chóng)觸角上的毛形感器和錐形感器,主要感受環(huán)境中的化學(xué)氣味。氣味通過(guò)感器上的微孔進(jìn)入感器淋巴液中,與淋巴液內(nèi)的氣味結(jié)合蛋白相結(jié)合,形成氣味-OBP復(fù)合體,復(fù)合體再與感受細(xì)胞的樹(shù)突膜相互作用,產(chǎn)生動(dòng)作電位。動(dòng)作電位信號(hào)通過(guò)軸突傳入昆蟲(chóng)中樞神經(jīng)系統(tǒng),引起昆蟲(chóng)的行為反應(yīng)。

  昆蟲(chóng)除了借助氣體結(jié)合蛋白來(lái)感受氣味,還會(huì)借助很多嗅覺(jué)相關(guān)蛋白,主要有以下幾種:

  1.化學(xué)感受蛋白

  化學(xué)感受蛋白是另一種存在于昆蟲(chóng)淋巴液中的水溶性蛋白,它廣泛分布于昆蟲(chóng)觸角感器。與氣體結(jié)合蛋白能夠識(shí)別環(huán)境中大量揮發(fā)性氣味物質(zhì)不同,化學(xué)感受蛋白可以識(shí)別環(huán)境中大量非揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)。

  

  2.氣味受體

  昆蟲(chóng)的氣味受體是一類在昆蟲(chóng)嗅覺(jué)神經(jīng)元中表達(dá)的膜蛋白,能夠識(shí)別氣味分子,并將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。氣味受體分為非典型的氣味受體和傳統(tǒng)氣味受體兩類,通常情況下,每種昆蟲(chóng)只有一個(gè)具有高度保守特性的非典型的氣味受體。氣味受體目前在雙翅目、鱗翅目、膜翅目、半翅目等多類昆蟲(chóng)中均有發(fā)現(xiàn)。

  3.氣味降解酶

  當(dāng)氣味分子完成對(duì)氣味受體的刺激后,無(wú)論是有益或有害的物質(zhì),多余的氣味分子都需要被降解掉,否則多余的氣味分子會(huì)對(duì)受體繼續(xù)產(chǎn)生刺激,損害昆蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)。降解酶不僅能避免嗅覺(jué)器官受到連續(xù)的化學(xué)刺激,同時(shí)還能減小信號(hào)飽和帶來(lái)的干擾。

  本文由江西省九江市柴桑區(qū)二中高級(jí)教師黃少華進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。

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  作者: 楊玉琴

責(zé)任編輯:劉鑫嶸

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