用触手抓住一个物体,头足类动物会立即感受到它的味道。同时,底栖章鱼能更好地区分在水中形成薄膜的难溶物质。活跃的猎手——鱿鱼和墨鱼——很快就能识别出潜在有毒猎物的苦味。
章鱼吸盘的末端点缀着微小的“味蕾”
头足类动物 - 鱿鱼、墨鱼、章鱼 - 使用大量的触手,不仅可以抓住和操纵物体,还可以品尝它们。同时,不同的软体动物群体发展出最适合它们生活方式和获取食物方式的不同受体群。这些是发表在《自然》杂志上的两篇新论文的作者的发现。
第一篇论文描述了章鱼味蕾的研究。哈佛大学的尼古拉斯·贝洛诺 (Nicholas Bellono) 和他的同事研究了加州双斑章鱼Octopus bimaculoides的触手,更准确地说,是它们吸盘上的特殊解剖结构——“味蕾”。它们中的每一个都由形成中空管的五个圆柱形蛋白质形成。在章鱼的 DNA 中,发现了 26 个与这些蛋白质合成相关的基因。
这个特征是嗅觉和味觉感受器的一个非常典型的特征:许多基因的各种组合使得合成数百万种可以结合不同化学物质的现成蛋白质成为可能。有趣的是,在章鱼中发现的大多数受体变体最擅长检测萜烯、脂肪、粘性化合物,这些化合物往往不溶于水,而是留在海床、物体、鱼和其他动物的皮肤表面。显然,这是由于它们的生活方式:章鱼靠近水底并积极感受它们与之互动的所有物体,立即品尝并识别它们。
Bellono 和合著者的第二篇文章专门研究了头足类触须中味蕾的起源。为此,科学家们研究了鱿鱼乌贼中的此类蛋白质:事实证明,它们能够快速识别苦味。这也反映了它们的生活方式和捕猎方式:与章鱼不同,乌贼倾向于在水柱中积极游动并捕捉猎物,并迅速向猎物抛出触手。为了立即确定价值,重要的是立即准确地记录我们通常与苦味相关的物质,以及表明物体腐败或有毒的物质。
对章鱼、乌贼和墨鱼中编码味觉受体的基因进行比较表明,它们都来自神经递质的修饰受体,神经递质是在神经系统中起作用并结合信号分子、将信号从一个神经元传递到另一个神经元的蛋白质。然而,这个过程在章鱼和乌贼身上独立发生,在大约 3 亿年前这些头足类动物群发生进化分离之后。