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人類為什麼會喜歡酸味?這要從"魚"的進化説起

2023-05-04 10:55

來源:科學中國人

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長期以來,人類為什麼會喜歡酸味,一直是一個未解之謎。

人類的味覺拼圖主要由“酸、甜、苦、鹹、鮮”五種味覺組成。當我們品嘗食物時,實際上是在感受食物中的化學物質。當特定的化學物質與特定的味覺受體結合,就會啟動味覺信號,告訴大腦這是什麼味道。

在此之前,哥倫比亞大學的Charles Zuker實驗室曾經在過去近二十年中相繼發現了小鼠味覺受體細胞中的苦味、甜味、鮮味和鹹味受體,而只有酸味受體沒有定論。

近些年來,隨著世界範圍內對這一領域研究的日漸深入,這一奧秘也逐漸被科學家揭開。

酸味的感知之謎

生活中,有些人對酸味極為偏愛,有些人卻對此感受一般。究竟是什麼影響了人們對酸味的喜好程度呢?

在此之前,美國味覺和嗅覺研究機構莫耐爾化學感覺中心,曾對74對同卵雙生子和35對異卵雙生子進行了研究,比較他們對酸味的反應,並通過電腦模型分析其中的基因因素和環境因素。通過研究,他們發現:人的酸味敏感度,由基因和環境共同決定,在這其中,基因起到約53%的作用,高於環境因素的作用。因此可以推斷,如果一個人不喜歡酸味,可能身體中的基因就對這種味覺有所排斥。

除卻基因因素之外,生物因素也不可忽略。

事實上,味覺細胞之所以能感受到味覺物質,與細胞膜上存在的味覺受體息息相關。不同的味道産生味覺信號的機制並不相同,甜、苦和鮮是味覺受體蛋白被激活後,進行信號傳導,觸發下游的級聯信號通路而産生的。但是,酸味的感知機制卻一直未被找到。

2019年,《細胞》和《當代生物學》發表的兩篇論文終於在小鼠體內鎖定了舌頭酸味受體中的一個離子通道——Otopetrin-1(OTOP1)。當我們吃到某種呈酸性的物質時,OTOP1受體會允許氫離子跨膜進入味覺受體細胞,從而檢測出食物的酸味。

然而,人類對於酸味的感知是不是與生俱來的呢?

事實上,研究者早已發現,與酸味受體OTOP1相關的基因廣泛存在於脊椎動物和無脊椎動物中。這説明,最早的脊椎動物可能已經具備檢測酸性物質的能力。換句話説,感知酸味的能力,至少與脊椎動物一樣古老了。

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不同物種對酸味的感知能力

酸味,伴隨著人類進化而來

到底酸味起源於哪?

2022年2月,美國北卡羅來納州立大學的生態學家廣泛調查了不同物種對酸味的感知能力,試圖重建酸味味覺的演化歷程。相關研究發表于《英國皇家學會會刊》。

通過研究他們發現:在經歷了漫長演化之後,現如今的大部分動物都丟失了(或丟失過)某種味覺,但魚類卻始終保持著這一功能。

生態學家 Rob Dunn表示,魚是目前所知最早能感覺到酸味的脊椎動物。

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鯰魚幾乎全身都有味蕾

軟骨魚類出現于3.7億年前的泥盆紀。經過科學家推斷:最初,魚很可能不是用嘴來品嘗食物,而是通過身體感受海洋中的酸度——即用身體表面來“品嘗”酸味。一般來説,二氧化碳溶解在水中會形成碳酸,進而分解成氫和碳酸氫根離子並降低水的pH值。和生活在陸地的脊椎動物相比,生活在水中的魚類,其體內酸鹼平衡更容易受環境影響,這是魚類必須感知水體酸度的重要原因之一。

其次,水中溶解的二氧化碳過多會導致水體酸化,而生活在水域的魚類就容易受酸性水體影響,從而出現高碳酸血症,其結果是魚類大腦功能受影響,魚類迷失方向。因此,這是魚類重視酸味感知的另一個重要原因。

千百年來,隨著自然環境的變遷,一些魚類登陸並演化成其他類型的脊椎動物,而魚類對酸味的感知也被後續誕生的脊椎動物繼承了下來,其中自然也包括人類。

由此可見,酸味這一“古老”的味覺,與人類的羈絆已持續幾個世紀之久。它不僅是物種進化的産物,更是自然環境變遷下,脊椎動物特性的承襲。


【責任編輯:吳一凡】
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