當咱們縱情品味現(xiàn)代食物的美好滋味時,或許不會想到,對人類先人來說,味覺是一項攸關(guān)存亡的重要領(lǐng)會。
動物具有五種首要的味覺:酸甜苦咸鮮。在人類還不會往食物包裝上印刷配料表的時分,味覺就擔任了剖析食物成分的使命:甜代表糖分和高熱量,咸代表人體必要的無機鹽,鮮對應著與蛋白質(zhì)有關(guān)的營養(yǎng)成分,苦則是對潛在毒性的正告。
唯一酸味的效果,在科學家眼中成了謎。咱們既不知道它是怎么演化而來,也不能確認它為什么在人體內(nèi)保存了下來——總不能是為了吃餃子蘸醋吧。
01
酸味的特別之處
酸味的特別,從感知進程就和其他滋味不相同。
咱們的舌頭上散布著許多味蕾(taste bud),每個味蕾中散布著百余個味覺細胞。這些細胞感知食物中的各種滋味,把這些信號傳送到大腦的味覺皮層,這樣咱們就嘗到了滋味。
味覺細胞之所以能感遭到味覺物質(zhì),還要歸功于細胞膜上存在的味覺受體。當咱們品味食物時,實際上是在感觸食物中的化學物質(zhì)。當特定的化學物質(zhì)與特定的味覺受體結(jié)合,就會發(fā)動味覺信號,告知大腦這是什么滋味。不過,不同的滋味發(fā)生味覺信號的機制并不相同,甜、苦和鮮是由味覺受體蛋白被激活后,進行信號傳導,觸發(fā)下流的級聯(lián)信號通路發(fā)生的。但是咸和酸卻不相同,它們是直接由離子通道介導的(離子在細胞膜表里的活動)。
不同的調(diào)味料。圖庫版權(quán)圖片,不授權(quán)轉(zhuǎn)載
研討者曾連續(xù)發(fā)現(xiàn)了甜味、苦味、甘旨和咸味的味覺受體,卻遲遲找不到酸味的感知機制。
直到2019年,《細胞》(Cell)和《今世生物學》(Current Biology)宣布的兩篇論文才總算在小鼠體內(nèi)確認了舌頭酸味受體中的一個離子通道——otopetrin-1(OTOP1)。
當咱們吃到某種呈酸性的物質(zhì),OTOP1受領(lǐng)會答應氫離子跨膜進入味覺受體細胞,然后檢測出食物的酸味。
但是即便在了解到一部分酸味的感知機制后,咱們?nèi)匀浑y以恢復酸味味覺的演化進程。關(guān)于其他的味覺體系,經(jīng)過剖析味覺受體蛋白對應的遺傳基因信息,就能夠依據(jù)基因驟變來了解對應味覺的演化。
但是這個辦法對酸味味覺卻不適用,這是由于編碼OTOP1的基因表達十分廣泛,除了感知酸味,OTOP1關(guān)于內(nèi)耳也具有至關(guān)重要的效果,它會影響耳石的構(gòu)成進程。OTOP1上的一些驟變或許并不會改動酸味味覺,卻會導致某些前庭疾病。
這樣一來,即便在物種或種群之間發(fā)現(xiàn)了OTOP1的差異,也很難確認這種差異是不是來自與酸味相關(guān)的自然選擇。
02
酸味的來歷
不過,這并不意味著酸味味覺演化的頭緒就此斷掉了。
2022年2月,美國北卡羅來納州立大學的生態(tài)學家和和作者一同,廣泛查詢了不同物種對酸味的感知才能,企圖重建酸味味覺的演化進程。相關(guān)研討宣布于《英國皇家學會會刊B》(Proceedings of the Royal Society B)。
閱歷了綿長演化,今日大部分動物都丟掉了(或丟掉過)某種味覺。海豚好像只能嘗到咸味,而貓嘗不出甜味。因而,研討者起先自然地以為,酸味味覺應該也相同,在演化的長河中被丟掉了許屢次。
但是,研討者測驗了大約60個物種,從魚類、兩棲類到鳥類、哺乳類,一切被測驗的物種都呈現(xiàn)出了感知酸味的才能。在這些動物中,豬和靈長類動物好像還會分外偏好酸味食物,例如野豬會分外喜歡發(fā)酵的玉米,而大猩猩則對某些姜科的酸味果實情有獨鐘。
研討者只能經(jīng)過估測,來猜想那些最早的脊椎動物是怎么演化出酸味味覺的。好在,現(xiàn)生魚類為此供給了頭緒。
魚類的大部分味蕾,都不在嘴里,而是散布在臉上、身上、胡須上。關(guān)于水生生物來說,水體中溶解的二氧化碳會影響水體的酸堿度,這些改變對魚類來說十分風險。因而,假如能用身體外表“品味”水體的酸度,對生計十分重要。
事實上,研討者現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),與酸味受體OTOP1相關(guān)的基因廣泛存在于脊椎動物和無脊椎動物中,因而“簡直能夠必定存在于第一個具有味蕾的脊椎動物中”。
這說明,最早的脊椎動物或許現(xiàn)已具有檢測酸性物質(zhì)的才能。換句話說,感知酸味的才能,至少與脊椎動物相同古老了。
不同物種感知酸味的才能,紫色指不喜歡酸味,綠色指喜歡酸味,白色指不清楚對酸味的喜歡。圖片來歷:原論文
03
偏心酸味
人類和其他物種關(guān)于酸味的偏心,或許也是一種生計戰(zhàn)略。
人類和許多猿類現(xiàn)已失去了在體內(nèi)組成維生素C的才能,而酸味或許也像其他味覺相同,發(fā)揮了提示食物成分的效果——這兒或許有許多維生素C。另一種或許的猜想是,關(guān)于許多靈長類動物來說,腐朽的動物或植物是他們食物中重要的組成部分。而判別這些腐朽食物是否安全的辦法之一,或許便是看它們是否呈酸性——酸性代表食物中富含乳酸菌或醋酸菌,它們排泄的酸會殺死有害細菌。
不管出于怎樣的原因,一旦呈現(xiàn)了對酸性食物的喜歡,尤其是結(jié)合了對甘旨的偏好時,咱們的先人就或許開端測驗操控腐朽,來發(fā)生更甘旨的效果——現(xiàn)在,咱們稱之為“發(fā)酵”。
或許下次吃餃子的時分,你能夠更用心腸領(lǐng)會一下,脊椎動物數(shù)億年間的演化賦予人類的效果——酸味味覺。
“你好,我今日倒了點醋,想和你借點餃子”