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【Gene思書齋】鮮味的科學の祕密

Gene Ng_96
・2015/06/05 ・1999字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 477 ・五年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

07.37.23

在我們的飲食文化裡,食物的鮮美,是基本的要求。中國菜、台灣菜和日本菜很普遍在用的各種醬油、醬料就是為了提升食物的鮮味。亞洲人尤其是華人和日本人,就是提昇食物鮮味的高手,利用發酵等等,把原本平淡的食物變得鮮美可口。如果有看過《舌尖上的中國》,一定瞭解中國大江南北即使料理千變萬化,鮮味卻仍是主角。

有趣的是,在過去,科學界只承認「酸、甜、苦、鹹」四種基本味道。然而,在過去的半個世紀裡,科學家才發現第五味──「鮮」味是真實存在的,雖然日本東京帝國大學的化學家池田菊苗(1864-1936),早在1908年便找到了「鮮味」的科學答案,他以「Umai」(美味)結合「mi」(精華)為鮮味命名的「Umami」(うま味)。他發現海帶的味道源自穀胺酸鈉,麩胺酸鹽能產生鮮味的感覺。其後他取得味精的專利,成立「味之素」(味の素)。西方科學界甚至直接把「Umami」這個日文來當專有名詞用了。

這令人多不可思議啊,在我們的飲食中多麼重視的一個味,西方人卻要花費很大的力氣,在證據確鑿後會才承認其存在。大學上神經科學的課時,就提到雖然味覺是我們天天熟悉的,可是鮮味的受器,卻被發現不久。難道西方人一點也不重視鮮味嗎?難怪吃了味精就會過敏(大誤~)XD

年初,我受邊協助審訂這本好書《鮮味的祕密:大腦與舌尖聯合探索神祕第五味!(收錄39道天然鮮味食譜)》Umami: Unlocking the Secrets of the Fifth Taste),仔細跟著作者的鮮味之旅,非常有趣。《鮮味的祕密》作者之一歐雷‧莫西森(Ole G. Mouritsen)是南丹麥大學(Syddansk Universitet)的生物物理學教授,他愛好美食,和主廚克拉夫斯.史帝貝克(Klavs Styrbæk)合作了這本書。

《鮮味的祕密》當然是本料理書,可是卻是本很有科學根據的科普書,可說是一物兩用,即能學烹飪,又能得到科學知識。《鮮味的祕密》不僅有食品科學的知識,還包含圖文並茂地以分子生物學和神經生物學解釋人類如何嚐出味道的相關知識。

可是由西方人,而且還是丹麥人來寫有關鮮味的書,靠譜嗎?放心,確實很靠譜,因為《鮮味的祕密》連台灣人愛味的臭豆腐都搬上枱面了。不僅如此,很多外國人無法接受的日本納豆,還有東南亞的魚醬等等,都寫得極其專業。

我個人口味比較重,很多國家都有一部分人難以接受的食物,如日本的納豆、歐洲的藍紋乳酪和羊乳酪,還有東南亞的魚醬以及台灣的臭豆腐,我一概都愛。讀了《鮮味的祕密》,我懷疑是不是我的鮮味受器特多啊(誤)?

鮮味這玩意兒,並不僅是味精(麩胺酸鈉)這麼簡單,鮮味還有奇妙的協同作用,麩胺酸鹽能和核苷酸產生協同作用,所以一加一等於八。日式高湯、開胃醬料就是協用作用的最佳例子之一。從中,我們也能瞭解到我們的老祖宗有多聰明,許多不起見的食材,放在一起料理,就能產生美妙的協同作用,所以阿嬤和媽媽說什麼食材要一起料理,她們說的是有科學根據的。

《鮮味的祕密》搜刮遍世界各地的鮮味食譜,就像看《料理東西軍》一樣和作者尋覓最佳的食材,海、陸、空都不放過。書中附有大量令人食指大動、垂涎欲滴的照片,結合東西方烹飪知識和食物文化,也是一本食物的歷史,也是作者自己的美食探索之旅。

《鮮味的祕密》讓讀者在自己家廚房實驗各國鮮味!《鮮味的祕密》有39道精心挑選的食譜,涵蓋各國的鮮味菁華。《鮮味的祕密》也讓我們知道鮮味可出現的範圍很廣,可以在湯品、肉類菜餚、風乾火腿、貝類、陳年乳酪、蘑菇和成熟的番茄等等食材裡找到,食材之間的搭配,還有醬料的選用,也可以增強其他食物的味道。

在工業化社會,我們常常很不容易好好吃頓飯,不過還是比西方人尤其是老美幸福多了,因為他們的餐桌快被高脂、高糖、高鹽的加工食品佔滿了,強烈地轟炸他們的味覺。我們亞洲人還是重視能好好吃的每一餐,西方人有時候難以理解東方人對每一餐的重視,可是美食維繫了我們的社會,以讓我們更健康,如果沒有黑心廠商的毒害的話XD

不過與其勸讀者去吃相對無味的食物,《鮮味的祕密》作者寧可告訴你哪些食材能帶來鮮味,讓讀者知道吃得有營養並不見的要犧牲口感和味道,讓每個喜歡烹飪的人可以在家調理出低脂、低鹽、低糖、又極度美味無比、富含營養的食物!

本文原刊登於The Sky of Gene

文章難易度
Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 24 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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人造腦挑戰 AI!培養皿中的腦組織+腦機介面能打敗電腦嗎?
PanSci_96
・2023/05/27 ・3178字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

2023 年 2 月底, 約翰霍普金斯大學教授 Thomas Hartung 帶領研究團隊,發表了「類器官智慧」(Organoid intelligence , OI)的研究成果,希望利用腦類器官加上腦機介面,打造全新的生物計算技術。

我們終於要製造人工大腦了嗎?OI 和 AI,誰會成為未來主宰?

類器官智慧 OI 是什麼?目標為何?

2023 年的現在,AI 就已展現了不少驚人的實際成果;相較之下, OI 仍只是一個剛起步的計畫,甚至連名稱都與 2018 年美國《自然—物理學》期刊專欄作家、物理學家布坎南以 Organoids of intelligence 作為標題的文章幾乎一樣。

類器官智慧、Organoid intelligence、OI 是個很新的跨領域名詞,同時結合了「腦類器官」和「腦機介面」兩個領域的技術。

簡單來說,腦類器官就是指透過培養或誘導多能幹細胞(iPSCs),在模擬體內環境的旋轉生物反應器中,產生的腦組織。這項聽起來好像只會出現在科幻電影裡的技術,確實已經存在。

最早的腦類器官是在 2007 年,日本 RIKEN 腦研究所的笹井芳樹和渡辺毅一的研究團隊,成功從人類胚胎幹細胞培養出前腦組織。第一個具有不同腦區的 3D 腦類器官則是發表在 2013 年的《Nature》期刊,由奧地利分子技術研究所的尤爾根.科布利希和瑪德琳.蘭開斯特研究團隊成功建立。

腦類器官的出現,在生物與醫學研究中有重大意義,這代表未來科學家們若需要進行大腦相關的研究,再也不用犧牲實驗動物或解剖大體老師來取得人類大腦,只需要在培養皿就製造出我們要的大腦即可。

儘管培養皿上的組織確實是大腦組織,但不論是在大小、功能,以及解剖構造上,至今的結果仍遠遠不及我們自然發育形成的大腦。因此要達到 OI 所需要的「智慧水準」,我們必須擴大現有的腦類器官,讓他成為一個更複雜、更耐久的 3D 結構。

要達到 OI 所需的「智慧水準」,必須擴大現有的腦類器官,成為一個更複雜的 3D 結構。圖/GIPHY

而這個大腦也必須含有與學習有關的細胞和基因,並讓這些細胞和 AI 以及機器學習系統相連接。透過新的模型、演算法以及腦機介面技術,最終我們將能了解腦類器官是如何學習、計算、處理,以及儲存。

OI 是 AI 的一種嗎?

OI 能不能算是 AI 的一種呢?可說是,也不是。

AI 的 A 指的是 Artificial,原則上只要是人為製造的智慧,都可以稱為 AI。OI 是透過人為培養的生物神經細胞所產生的智慧,所以可以說 OI 算是 AI 的一種。

但有一派的人不這麼認為。由於目前 AI 的開發都是透過數位電腦,因此普遍將 AI 看做數位電腦產生的智慧—— AI 和 OI 就好比數位對上生物,電腦對上人腦。

OI 有機會取代 AI ?它的優勢是什麼?

至於為何電腦運算的準確度和運算速度遠遠高於人腦,最主要原因是電腦的設計具有目的性,就是要做快速且準確的線性運算。反之,大腦神經迴路是網狀、活的連結。

人類本身的基因組成以及每天接收的環境刺激,不斷地改變著大腦,每一分每一秒,我們的神經迴路都和之前的狀態不一樣,所以即使就單一的運算速度比不上電腦,但人腦卻有著更高學習的效率、可延展性和能源使用效率。在學習一個相同的新任務時,電腦甚至需要消耗比人類多 100 億倍的能量才能完成。

神經網路接受著不同刺激。圖/GIPHY

這樣看來,至少 OI 在硬體的效率與耗能上有著更高優勢,若能結合 AI 與 OI 優點,把 AI 的軟體搭載到 OI 的硬體上,打造完美的運算系統似乎不是夢想。

但是 OI 的發展已經到達哪裡,我們還離這目標多遠呢?

OI 可能面臨的阻礙及目前的發展

去年底,澳洲腦科學公司 Cortical Labs 的布雷特.卡根(Brett Kagan)帶領研究團隊,做出了會玩古早電子遊戲《乓》(Pong)的培養皿大腦—— DishBrain。這個由 80 萬個細胞組成,與熊蜂腦神經元數量相近的 DishBrain,對比於傳統的 AI 需要花超過 90 分鐘才能學會,它在短短 5 分鐘內就能掌握玩法,能量的消耗也較少。

現階段約翰霍普金斯動物替代中心等機構,其實只能生產出直徑大小約 500 微米,也就是大約一粒鹽巴大小的尺寸的腦類器官。當然,這樣的大小就含有約 10 萬個細胞數目,已經非常驚人。雖然有其他研究團隊已能透過超過 1 年的培養時間做出直徑 3~5 毫米的腦類器官,但離目標細胞數目 1000 萬的腦類器官還有一段距離。

為了實現 OI 的目標,培養更大的 3D 腦類器官是首要任務。

OI 的改良及多方整合

腦類器官畢竟還是個生物組織,卻不像生物大腦有著血管系統,能進行氧氣、養分、生長因子的灌流並移除代謝的廢物,因此還需要有更完善的微流體灌流系統來支持腦類器官樣本的擴展性和長期穩定狀態。

在培養完成腦類器官以及確定能使其長期存活後,最重要的就是進行腦器官訊息輸入以及反應輸出的數據分析,如此我們才能得知腦類器官如何進行生物計算。

受到腦波圖(EEG)紀錄的啟發,研究團隊將研發專屬腦類器官的 3D 微電極陣列(MEA),如此能以類似頭戴腦波電極帽的方式,把整個腦類器官用具彈性且柔軟的外殼包覆,並用高解析度和高信噪比的方式進行大規模表面刺激與紀錄。

研究團隊受腦波圖(EEG)紀錄的啟發。圖/Envato Elements

若想要進一步更透徹地分析腦類器官的訊號,表面紀錄是遠遠不夠的。因此,傷害最小化的的侵入式紀錄來獲取更高解析度的電生理訊號是非常重要的。研究團隊將使用專門為活體實驗動物使用的矽探針Neuropixels,進一步改良成類腦器官專用且能靈活使用的裝置。

正所謂取長補短,欲成就 OI,AI 的使用和貢獻一點也不可少。

下一步,團隊會將進行腦機介面,在這邊植入的腦則不再是人類大腦,而是腦類器官。透過 AI 以及機器學習來找到腦類器官是如何形成學習記憶,產生智慧。過程中由於數據資料將會非常的龐大,大數據的分析也是無可避免。

隨著 AI 快速發展的趨勢,OI 的網路聲量提升不少,或許將有機會獲得更多的關注與研究補助經費,加速研究進度。更有趣的是,不僅有一批人希望讓 AI 更像人腦,也有另一批人想要讓 OI 更像電腦。

生物、機械與 AI 的界線似乎會變得越來越模糊。

OI=創造「生命」?

生物、機械與 AI 的界線越來越模糊。圖/Envato Elements

講到這裡,不免讓人擔心,若有一天 OI 真的產生智慧,我們是否就等於憑空創造出了某種「生命」?這勢必將引發複雜的道德倫理問題。

雖然研究團隊也強調, OI 的目標並不是重新創造人類的意識,而是研究與學習、認知和計算相關的功能,但「意識究竟是什麼」,這個哲學思辨至今都還未有結論。

到底懂得「學習」、「計算」的有機體能算是有意識嗎?如果將視覺腦機介面裝在 OI 上,它是否會發現自己是受困於培養皿上,被科學家們宰割的生物計算機?

不過這些問題不僅僅是 OI 該擔心的問題,隨著人工智慧的發展,GPT、Bing 和其他由矽構成的金屬智慧,隨著通過一個又一個智力、能力測試,也終將面臨相應的哲學與倫理問題。

最後,Neuralink 的執行長馬斯克說過(對,又是他 XD),人類要不被 AI 拋下,或許就得靠生物晶片、生物技術來強化自己。面對現在人工智慧、機械改造、生物晶片各種選擇擺在眼前,未來你想以什麼樣的型態生活呢?

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刷過牙後吃的東西「變味」了?不同味覺間的交互影響——《嗅覺之謎》
堡壘文化_96
・2023/04/30 ・1520字 ・閱讀時間約 3 分鐘

五味:酸甜苦鹹鮮

我們口語所稱的「味覺」,即從飲食獲得的口腔知覺,其實是許多因素共同形成的複雜感覺,包含味覺、溫度覺、口腔對脂肪和其他食材的觸覺,以及最重要的嗅覺。當你咬著一大塊Godiva 巧克力時,體驗到的是舌間柔滑的觸感,甜苦夾雜的味覺,還有更明顯的是巧克力的香氣。

巧克力可不僅只有甜味!圖/envatoelements

也許你對四種基本味覺已相當熟悉,但其實基本味覺總共有五種,分別是鹹味、酸味、甜味、苦味,以及最近才剛發現的第五味覺,鮮味(umami)。鮮味由日本研究人員率先發現,並粗略從日文譯為英文的「美味」或「開胃」。

所謂基本味覺,代表這種味覺的感知,是透過特定生化物質與特定受器間互相作用而產生的。在五種生化物質與對應的五種受器細胞之間,分別有五類不同的交互作用,產生鹹味、酸味、甜味、苦味及鮮味的知覺。

鮮味通常來自魚肉等蛋白質。圖/envatoelements

五味的化學組成與特性

鮮味由麩胺酸鈉(monosodium glutamate, MSG)這種胺基酸所產生,亦可視為對純蛋白質的味覺。在西式料理中,鮮味的最佳範例就是高湯。

酸味來自酸性化合物,亦即酸鹼值低於七的化合物,例如檸檬所含有的檸檬酸或維他命C(也稱作抗壞血酸)。

鹹味來自酸鹼混合物質,以常用的調味鹽氯化鈉為例,鈉屬於鹼,而氯屬於酸。氯化鈉僅是眾多鹽類的其中之一,但卻是我們最愛的一種。

甜味通常來自碳水化合物,比如葡萄糖、果糖、蔗糖等等,任何屬於單一碳水化合物的糖類嚐起來都是甜的。但即使除去任何碳水化合物或卡路里仍可產生甜味,例如紐特(NutraSweet)公司所製造的阿斯巴甜(aspartame),其實是一種胺基酸。

爆米花可能同時含有鹹味與甜味。圖/envatoelements

苦味來自生物鹼,亦即酸鹼值高於七的化合物,例如開胃水的主要成分奎寧(quinine)。世界上最苦的物質是苯甲地那銨(denatonium benzoate),殺蟲劑及家用清潔劑經常添加這種化合物,以避免意外食用而導致中毒。

味覺的交互影響

各類基本味覺共同存在時,彼此也有交互作用。尤其是鹹味,與其他味覺產生非常正向的交互作用,因此是得力的烹飪助手。鹹味可阻斷苦味,並讓食物原本產生的甜味更加明顯。

下次早餐吃葡萄柚時,你可以試著灑點鹽,來驗證這樣的說法是否屬實。鹽其實比糖有效得多,因為它阻斷苦味,並凸顯水果的天然甜味,不過這也會讓葡萄柚嚐起來鹹鹹的。

刷過牙後吃柳橙可是超苦的啊!圖/giphy

在常見的家用產品中,也能找到某些化學物質來阻斷特定味覺受器。你可曾注意到,刷過牙再吃柳橙時簡直苦得要命?

這是因為牙膏含有的化合物抑制了舌頭上的甜味受器,所以對於柳橙,你只能嚐到產生苦味的化合物。這種抑制作用是暫時的,在吸入第一口柳橙汁前先咬片吐司,即能消除這種作用。

——本文摘自《嗅覺之謎:生物演化與免疫基因;社會學與文化史;品牌行銷到未來科技,探索氣味、記憶與情緒的嗅覺心理學。》,2023 年 3 月,堡壘文化出版,未經同意請勿轉載。

堡壘文化_96
3 篇文章 ・ 0 位粉絲
文化的堡壘,資訊的堡壘, 共和國出版集團的堡壘。

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采采蠅與寄生蟲,以及空氣中的油膩愛情
寒波_96
・2023/04/04 ・4059字 ・閱讀時間約 8 分鐘

非洲的采采蠅(tsetse fly)以吸血維生,但是它們也時常是錐蟲的宿主,如果吸食人血,便有機會將錐蟲傳染給人類,引發昏睡病,在非洲導致不少問題。

昆蟲常以費洛蒙作為溝通媒介,采采蠅也不例外。2023 年發表的新研究,找到幾款采采蠅使用的費洛蒙,能促進情慾交流;而且又發現感染錐蟲會改變費洛蒙組成,求偶時還會降低身價。

在非洲體驗大自然,務必注意采采蠅!圖/TripSavvy / Nez Riaz 

昆蟲的氣味語言

舌蠅屬(Glossina)旗下有多個物種統稱「采采蠅」,這項研究著重的是 Glossina morsitans,為求簡便,本文之後直接稱之為「采采蠅」。要注意還有不一樣的其他款采采蠅,本文後面會登場一種。

費洛蒙是生物排放到體外,用於溝通的訊號分子,可謂是昆蟲的化學語言。一如人類的花言巧語或暴言各有巧妙,各種昆蟲使用不同費洛蒙,能達到不同效果。

從前對采采蠅的費洛蒙也不是一無所知,以前知道有一種化學分子 15,19,23-trimethylheptatriacontane,也叫作 morsilure,被采采蠅當作費洛蒙。此分子是主鏈為 37 個碳鍊長,總共有 40 碳的脂肪酸衍生物,而且含量非常多,5 天大的女生超過 4 mg。

有些費洛蒙輕盈,可以揮發;也有的飄不起來,要直接接觸。40 碳的分子體重太胖,只能直接碰觸,可以說是一種接觸式的油膩情慾。

傳宗接代,迅速而持久

新研究的目標是探討:采采蠅是否存在揮發性費洛蒙,又如何作用。比較效果之前,要先了解采采蠅情慾交流的正常狀況。

把沒有性經驗的一男一女擺在一起,20 組幾乎都迅速合體,在 15 秒內開始啪啪啪(請自行腦補音效);而且平均 do 愛 58.5 分鐘之久,持久力一級棒。

讓一女一男共處一室,紀錄它們的交配過程。所有沒有性經驗的采采蠅,都在幾分鐘內合體,延續超過 55 分鐘。圖/參考資料1

拿來對照的對象,是常被當作實驗動物的黃果蠅(Drosophila melanogaster)。黃果蠅和采采蠅雖然都叫蠅,但是親戚關係比人和猩猩之差還要遠,不是最合適的比較對象,不過是最方便取得的材料。

黃果蠅平均要等 22 分鐘才男女合體,維持 20 分鐘左右,明顯不如采采蠅對性的渴望。然而,采采蠅的實驗,假如一方換成交配過的女生,原本興致高昂的男生竟然會完全不想 do 愛,判若兩蠅。

總之,采采蠅情慾交流的正常狀態是,由男生向女生求偶,女生很快接受。過程中吸引男生辨識的「女蠅味」是哪些費洛蒙呢?

空氣中充滿愛情的味道

采采蠅的費洛蒙是脂肪酸衍伸物,和果蠅、螞蟻一樣,能用有機溶劑己烷(hexane)分離。

可是一開始實驗,把接觸采采蠅 10 分鐘的己烷塗在棒棒上,結果不論是有或沒有性經驗的男女,4 類原味樣品對男生都毫無吸引力。

做過實驗都知道,沒反應不能寫論文 💔。所以又把搜集費洛蒙的時間延長到 24 小時,這下就對惹 ❤️!

觀察得知,沒有性經驗的處女原味,能吸引 60% 男生;有性經驗的女生則是 27%;男蠅味對男生依然缺乏吸引力。

把采采蠅身上萃取的氣味,塗在棒棒上,觀察是否會吸引采采蠅。圖/參考資料1

「女蠅味」具體是什麼呢?用氣相層析質譜儀(Gas Chromatography Mass Spectrometry,簡稱 GC-MS)分離可得到 6 種化學物質。

3 種是脂肪酸:16 碳的棕櫚酸、棕櫚油酸,以及 18 碳的油酸。3 種是脂肪酸加上甲基酯(methyl ester)的衍生物:methyl palmitoleate(MPO)、methyl oleate(MO)、methyl palmitate(MP)。

就算是做這一行的,大部分也會覺得那一串名詞彷彿火星文,反正就是好幾種結構略有不同的油。但是以訊號分子來說,重點不是有多油膩,而是這些分子會啟動哪些神經反應,又影響哪些行為。

費洛蒙有時候化學結構只差一點點,意義完全不同,就像人類講話,「我日常生性活潑,想要多交朋友」和「我日常性生活潑,想要多交朋友」意思就很不一樣。

采采蠅身體外,存在感最明顯的 6 種分子,包括 3 種脂肪酸以及 3 種脂肪酸衍生物。圖/參考資料1

饞她身子的味道,油膩的情慾語言

女蠅味 6 種成分逐一測試,女生們完全不為所動。至於男生,3 款脂肪酸都缺乏吸引力,不過 3 款衍生物都有吸引力,尤其是塗抹 MPO 的棒棒,能吸引 87% 男生,效果最強(有人覺得奇怪,比前述實驗 60% 更高嗎?應該是因為濃度更高,效果更強)。

費洛蒙有具體的收訊器,訊號應該是透過觸角(antenna)上的感覺受器傳達,因為如果把觸角切除,男生也不會起反應。

為了進一步認識費洛蒙的效果,研究者又將費洛蒙塗在近親物種 Glossina fuscipes 身上。正常時這次的主角 Glossina morsitans 采采蠅男生,對異種女生不會有性趣;但是近親女 MPO 上身後,有 60% 男生會撲上來。

可見單單 MPO 這種化學分子,便對男生有強烈的誘惑力。可是這只是單方面的喜歡,近親女依然對異種男生毫無感覺,會把他們馬上踢開。

感受情慾的神經元

不一樣的費洛蒙,會激發不同感覺神經元,就像把某個開關打開。采采蠅的觸角上有許多微小的感覺零件(sensilla),各自配備不同的受器神經元。被激發的 sensilla 上存在兩款神經元 A 與 B,對不同物質起反應。

MPO 會刺激 B 神經元,而且分隔一段距離,透過氣流傳送便有效果。由此判斷 MPO 是揮發性作用的費洛蒙。

但是同樣的距離,MO 與 MP 都不起反應。不過縮短到距離 1mm 後,MP 就能刺激 B 神經元,MO 則能同時刺激 A 與 B。這兩款費洛蒙僅管結構類似 MPO,卻要近到快直接接觸才有作用。顯然這種事不能看結構鍵盤辦案,要實測才知道。

測試費洛蒙是否可以透過氣流飄送,只有 MPO 能在比較遠的距離起作用。圖/參考資料1

奇妙的是,這些費洛蒙對近親物種 Glossina fuscipes 的神經元,幾乎都不起作用。因此上述費洛蒙與受器的組合,僅限於 Glossina morsitans 這款采采蠅,和其他物種未必有共通語言,近親即使收到也理解不能。

寄生錐蟲降低身價,采采蠅也是受害者

不少采采蠅體內存在錐蟲,吸血時成為傳播媒介。檢驗發現,錐蟲對采采蠅的影響也非常明顯,會大幅影響求偶選擇。

采采蠅的求偶是男生提出要求,女生決定是否接受。觀察得知,有或沒有感染的兩男,如果和處女共處一室,女生接受兩者的機率差異不多。但是有或沒有感染的兩女,給男生選擇,男生 100% 挑選沒有感染的女生。

這麼看來,有錐蟲寄生的女生,在男生眼中是比較差的對象,但是不知道男生如何分辨。費洛蒙方面,被寄生的采采蠅又會多出 21 種揮發性小分子,也許有所影響,可惜這些氣味的具體作用仍不清楚。

采采蠅感染錐蟲與否,費洛蒙們明顯有別。圖為氣相層析在不同時間點,陸續分離出的分子,感染錐蟲的采采蠅多出許多種分子。圖/參考資料1

上述結果都是實驗室中的測試。采采蠅在野外活動時,或許大部份候選蠅都是感染錐蟲的不理想對象。野生的采采蠅實際上如何擇偶,也許是另一番光景。不過應該能推測,它們也不喜歡錐蟲。

食慾與情慾的開關一同打開,吃飯,順便do愛?

野生的采采蠅,要自己尋找對象。最容易碰到異性的場合是采采蠅餐廳,也就是被吸血的動物周圍。實際觀察到,采采蠅常常在獵物附近順便情慾交流。

動物散發的氣味分子,就像餐廳飄出的香味,吸引采采蠅前來覓食。有趣的是,獵物排放的 4-methylphenol、1-octen-3-ol 兩種揮發性物質,和采采蠅的揮發性費洛蒙 MPO 使用同一套神經受器。

或許采采蠅去吃飯,開啟食慾的同時,也一同釋放情慾的開關。交配和吃飯是兩回事,如果能一次滿足,也很棒。

如果對氣味在各種生物的角色有興趣,可以閱讀科普書你聞到了嗎?:從人類、動植物到機器,看嗅覺與氣味如何影響生物的愛恨、生死與演化》。

延伸閱讀

參考資料

  1. Ebrahim, S. A., Dweck, H. K., Weiss, B. L., & Carlson, J. R. (2023). A volatile sex attractant of tsetse flies. Science, 379(6633), eade1877.
  2. Chemical notes of tsetse fly mating

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
184 篇文章 ・ 797 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。