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为何喵星人比狗狗更挑食？

中国数字科技馆 2016-09-06 浏览203次

看过猫咪在吃草后呕吐的人就会知道，我们的猫类朋友并不是天生的食草动物。那么，当你发现这些食肉动物拥有一些通常与食草动物相关的重要基因时，你可能会感到很惊讶。不过这或许能帮助我们了解猫咪对食物总是那么挑剔的缘由。

新的研究表明，猫咪拥有一些能够保护食草动物不会摄取有毒植物的基因，这些基因能够让它们尝出苦味。动物利用自身的味觉检测潜在的食物是有营养的还是有害的。甜味意味着存在糖分，这是获取能量的重要来源。然而，尝出苦味进化成为了有毒物质的防御机制，这些有毒物质通常存在于植物及未成熟果子里。

进化过程不断地调整动物的味蕾以便适合不同的摄食需求。不过动物食物的如果一直在变化，就没有必要去感知食物中某些特定的化学物质了，所以受体基因会出现变异，破坏（这些化学物质）合成活性蛋白的能力。

我能检测叶绿素！图片来源Lisa Sympson/Wikimedia Commons, CC BY-SA

其中一个例子就是严格食肉的猫，它们已不再能够尝出甜味。但是，如果进化来的检测苦味的能力是为了提示植物中的毒素，那么按照常情，（通常）不吃植物的猫咪应该也不能尝出苦味儿。人类及其他食草动物能够尝出苦味，这是因为我们有苦味受体基因。如果猫咪失去了尝出苦味的能力，我们应该能够发现它们的受体基因发生了很多突变。

费城莫内尔化学感官中心（Monell Chemical Senses Center）的遗传学家们搜查了猫咪及其他肉食性哺乳动物如狗、雪貂和北极熊的基因组，想看看我们的肉食性远亲是否具有苦味基因。他们惊讶地发现，猫咪拥有12种不同的苦味基因。狗、雪貂和北极熊同样也都有。那么，如果食肉动物不可能会遇到苦味物质，它们为什么还拥有能尝出苦味的基因呢？

尝味试验

莫奈尔分子生物学家姜培华（音译）为了找出答案，用猫咪味蕾进行试验。他把猫咪味觉受体基因插入到实验室内人类组织细胞内。把这二者结合在一起后，细胞与该基因就会作为味觉受体对接触到的化学物质作出响应。

姜培华发现，猫咪的味觉受体会对有毒植物中发现的苦味化学物质，以及同样也能激活人类苦味受体的化合物作出响应。猫咪的苦味受体名为Tas2r2，它会与化学物质苯酸苄铵酰胺作出响应，该苦味物质通常出现于喜欢咬指甲儿童的指甲盖上。

那么，为什么猫咪还保留着这种检测苦味的能力呢？家养猫咪的主人都会知道，猫咪的饮食选择是多么的难以捉摸。猫咪会给主人带回一些“礼物”，包括青蛙、蟾蜍以及其他可能在皮肤和身体含有苦味和有毒物质的动物。姜培华的研究表明，苦味受体使得猫咪能够检测出潜在的有毒物质，让它们有能力拒绝摄食有毒食物，并避免中毒。

狗的毛发. 图片来源Michal Hrabovec/Flickr, CC BY-NC-SA

但是，与那些不得不与众多植物毒素做抗争的食草动物相比，爱吃肉的猫咪事实上接触苦味及毒性物质的频率有多高呢？姜培华表示，这种低频率不足以解释猫咪保留这些受体的原因。

事实上，猫咪味觉受体的进化除了尝味儿还有其他的原因。在人类中，苦味受体不仅存在于口腔，而且在心脏及肺部也都有发现，苦味受体在这些部位被认为是为了检测感染。猫类苦味受体基因是否也有疾病监测的双重作用还尚待分晓。

猫类苦味受体的发现或许能够解释猫咪挑食这个臭名的原因。但是不挑食的狗狗跟猫咪一样拥有相似数量的苦味受体——那么猫咪为何如此挑剔呢？其中一个答案可能隐藏于猫咪受体检测苦味化合物的机制中。今年初，另外一个研究团队发表的研究表明，猫咪的一些味觉受体对苦味物质特别敏感，与人类相同的受体相比，它们对苯甲地那铵更为敏感。

或许猫咪比狗狗对苦味物质更为敏感，或者他们可能在每天的食物里发现了更多的苦味物质。我们或者狗狗尝起来无味的食物让猫咪尝起来可能是一次不愉快的肠胃体验。所以，或许我们应该把猫咪当作敏锐的喵星美食家，而不是把它们标榜为挑食者。

原文作者：Hannah Rowland，剑桥大学伦敦动物学会生态与进化专业讲师

翻译：万晓玲审校：侯政坤

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