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人类为什么会喜欢酸味?这要从"鱼"的进化说起

2023-05-04 10:55

来源:科学中国人

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长期以来,人类为什么会喜欢酸味,一直是一个未解之谜。

人类的味觉拼图主要由“酸、甜、苦、咸、鲜”五种味觉组成。当我们品尝食物时,实际上是在感受食物中的化学物质。当特定的化学物质与特定的味觉受体结合,就会启动味觉信号,告诉大脑这是什么味道。

在此之前,哥伦比亚大学的Charles Zuker实验室曾经在过去近二十年中相继发现了小鼠味觉受体细胞中的苦味、甜味、鲜味和咸味受体,而只有酸味受体没有定论。

近些年来,随着世界范围内对这一领域研究的日渐深入,这一奥秘也逐渐被科学家揭开。

酸味的感知之谜

生活中,有些人对酸味极为偏爱,有些人却对此感受一般。究竟是什么影响了人们对酸味的喜好程度呢?

在此之前,美国味觉和嗅觉研究机构莫耐尔化学感觉中心,曾对74对同卵双生子和35对异卵双生子进行了研究,比较他们对酸味的反应,并通过计算机模型分析其中的基因因素和环境因素。通过研究,他们发现:人的酸味敏感度,由基因和环境共同决定,在这其中,基因起到约53%的作用,高于环境因素的作用。因此可以推断,如果一个人不喜欢酸味,可能身体中的基因就对这种味觉有所排斥。

除却基因因素之外,生物因素也不可忽略。

事实上,味觉细胞之所以能感受到味觉物质,与细胞膜上存在的味觉受体息息相关。不同的味道产生味觉信号的机制并不相同,甜、苦和鲜是味觉受体蛋白被激活后,进行信号传导,触发下游的级联信号通路而产生的。但是,酸味的感知机制却一直未被找到。

2019年,《细胞》和《当代生物学》发表的两篇论文终于在小鼠体内锁定了舌头酸味受体中的一个离子通道——Otopetrin-1(OTOP1)。当我们吃到某种呈酸性的物质时,OTOP1受体会允许氢离子跨膜进入味觉受体细胞,从而检测出食物的酸味。

然而,人类对于酸味的感知是不是与生俱来的呢?

事实上,研究者早已发现,与酸味受体OTOP1相关的基因广泛存在于脊椎动物和无脊椎动物中。这说明,最早的脊椎动物可能已经具备检测酸性物质的能力。换句话说,感知酸味的能力,至少与脊椎动物一样古老了。

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不同物种对酸味的感知能力

酸味,伴随着人类进化而来

到底酸味起源于哪里?

2022年2月,美国北卡罗来纳州立大学的生态学家广泛调查了不同物种对酸味的感知能力,试图重建酸味味觉的演化历程。相关研究发表于《英国皇家学会会刊》。

通过研究他们发现:在经历了漫长演化之后,现如今的大部分动物都丢失了(或丢失过)某种味觉,但鱼类却始终保持着这一功能。

生态学家 Rob Dunn表示,鱼是目前所知最早能感觉到酸味的脊椎动物。

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鲶鱼几乎全身都有味蕾

软骨鱼类出现于3.7亿年前的泥盆纪。经过科学家推断:最初,鱼很可能不是用嘴来品尝食物,而是通过身体感受海洋中的酸度——即用身体表面来“品尝”酸味。一般来说,二氧化碳溶解在水中会形成碳酸,进而分解成氢和碳酸氢根离子并降低水的pH值。和生活在陆地的脊椎动物相比,生活在水中的鱼类,其体内酸碱平衡更容易受环境影响,这是鱼类必须感知水体酸度的重要原因之一。

其次,水中溶解的二氧化碳过多会导致水体酸化,而生活在水域的鱼类就容易受酸性水体影响,从而出现高碳酸血症,其结果是鱼类大脑功能受影响,鱼类迷失方向。因此,这是鱼类重视酸味感知的另一个重要原因。

千百年来,随着自然环境的变迁,一些鱼类登陆并演化成其他类型的脊椎动物,而鱼类对酸味的感知也被后续诞生的脊椎动物继承了下来,其中自然也包括人类。

由此可见,酸味这一“古老”的味觉,与人类的羁绊已持续几个世纪之久。它不仅是物种进化的产物,更是自然环境变迁下,脊椎动物特性的承袭。


【责任编辑:吴一凡】
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