人類為何進化出味覺和嗅覺

人類為何進化出味覺和嗅覺作者：來源：《大自然探索》2021年第10期味覺和嗅覺對人類進化的作用可能比我們以為的更重要。來自味覺和嗅覺的刺激，無非讓人產(chǎn)生兩種感覺：要么讓人感到不適，以便遠離有害的物質(zhì);要么讓人感到愉快，從而去主動獲取身體所需的物質(zhì)?？茖W(xué)家認為，人類祖先從猿進化為人的標志是學(xué)會烹飪食物，而正是味覺和嗅覺帶來的愉悅感驅(qū)使他們進行烹飪。在人類的祖先還是猿的時候，它們就偶然發(fā)現(xiàn)，把食物放在火上烤熟了吃，或把撕成塊的肉和用水浸濕的谷物放在燒熱的石頭上烘熟了吃，都比直接生吃更香、更可口。此外，烹熟的食物還能為人體提供更多的能量，而且味道好、易消化，會刺激大腦產(chǎn)生愉悅感。而人類天生就存在對愉悅感的不斷追求，這反過來又促使他們的烹飪技巧不斷提高。人類從食物中獲取更多能量，意味著有更多能量能被大腦利用。科學(xué)家在測量了13種靈長類的動物大腦神經(jīng)元數(shù)量后發(fā)現(xiàn)，大腦體積與神經(jīng)元數(shù)量直接相關(guān)，而神經(jīng)元數(shù)量與身體所需能量直接相關(guān)。那么，人類大腦尺寸的增加是從學(xué)會烹飪那一刻開始的嗎？科學(xué)家認為，烹飪是對食物的預(yù)消化，使我們的腸道吸收能量更為快速有效。這些科學(xué)家還在實驗室用老鼠和蟒蛇開展了研究后發(fā)現(xiàn)，喂熟肉的動物比喂生肉的長得更快更大，因為消化熟肉需要的能量更少?？梢姡庸?、烹飪食物對人類的進化軌跡的確有重要的影響。除了幫助我們判斷食物好吃與否，人的味覺還有分辨有毒物質(zhì)或營養(yǎng)物質(zhì)的功能。例如嘗出鹽的咸味、某些氨基酸的鮮味、碳水化合物的甜味、醋的酸味，以及不少有毒物質(zhì)所帶的苦味?？茖W(xué)家目前在人體中找到的味覺感受器已達50多種，并推測還有更多種類的味覺感受器尚未被發(fā)現(xiàn)。那么，人類為什么會進化出這么多種味覺感受器？

任何生物都需要從環(huán)境中獲取足量的營養(yǎng)物質(zhì)，才能維持自身的存活。而味覺和嗅覺就是幫助我們獲取這些營養(yǎng)物質(zhì)的工具，幫我們把營養(yǎng)物質(zhì)從環(huán)境中區(qū)分出來。也就是說，為了盡可能多地獲得營養(yǎng)物質(zhì)，并遠離對身體有害的物質(zhì)，人類才進化出了這么多種味覺和嗅覺感受□□器。味覺和嗅覺的重要性在億萬年前就有所體現(xiàn)。那時候人類的祖先從水中遷移到岸上生活，原本在水中能取得的必需營養(yǎng)物質(zhì)在岸上卻很稀缺。食物難以獲得，飲水中的鹽也不足以維持細胞正常運行。因此，走出“舒適區(qū)”去尋找更多的鹽，對他們的生存至關(guān)重要。即使到了現(xiàn)在，生活在加拿大的駝鹿仍會為了獲得足夠的鹽而去舔停在公路上的汽車車窗。驅(qū)動這種行為的動力，就是味覺刺激所產(chǎn)生的愉悅感，是大腦在告訴它們：“這么做有利于你活下去，以后也該一直這么做?！?/p>

味覺通常不是單獨發(fā)揮作用，而是和嗅覺相輔相成。以'糖豆實驗”為例，當你一只手捏住鼻子，另一只手拿起一顆水果糖放入口中，這時你只能分辨嘴里的糖是甜的還是酸的，卻分辨不出是哪一種水果的味道，這是因為把鼻子捏住等于阻斷了鼻后嗅覺（也稱'口嗅覺”）。當不再捏住鼻子后，水果糖中的揮發(fā)性分子會進入鼻腔，激活鼻前嗅覺（也稱'鼻嗅覺”），這時你才能同時感受到水果糖的味道（酸、甜）和氣味（水果香味）?？奇奂以?jīng)認為，味道和氣味在到達大腦的“翻譯中心”前都有各自獨立的通路。但到了2019年，有科學(xué)家在舌頭的味蕾細胞上發(fā)現(xiàn)了嗅覺感受器。受到蛇用舌頭感知氣味的啟發(fā)，這位科學(xué)家把實驗室培養(yǎng)的人工味蕾暴露在氣味分子中，沒想到氣味分子竟然也能對人工味蕾產(chǎn)生刺激。他在發(fā)表這一結(jié)果后，收到來自世界各地的許多電子郵件，寫郵件的人中有的稱自己的鼻子完全聞不到任何味道，但通過舌頭卻仍能“聞到，，氣味。這意味著，味覺和嗅覺間的互相影響在舌頭上就已經(jīng)產(chǎn)生，而非在大腦中才開始?；趯σ曈X系統(tǒng)的研究，人類發(fā)明了電視機。但人的味覺、嗅覺系統(tǒng)比視覺系統(tǒng)復(fù)雜、精細得多，科學(xué)家尚未窺探到完整的“味覺譜”和“嗅覺譜”，所以至今沒能研發(fā)出“電味機”或“電嗅機”（即通過味道和氣味分子來刺激味覺或嗅覺感受，從而進一步激發(fā)大腦活動）。但現(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)認識到，味覺和視覺間的聯(lián)系比他們想象中更緊密。早在19世紀70年代，科學(xué)家在某些動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種光感受一視蛋白。到了2020年，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)，視蛋白除了能感光，還有其他功能。比如，果蠅體內(nèi)的視蛋白還有感受溫度和聲音的功能。不僅果蠅，而且某些哺乳動物體內(nèi)的視蛋白也具備除感光外的其他功能。后來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，“本職”為光感受器的視蛋白在果蠅體內(nèi)竟然還能感受苦味。他們不禁聯(lián)想：是否還有別的感受器也能“兼職”感受味覺呢？他們推測，味覺系統(tǒng)之龐大可能超乎想象。因此，味覺對人類進化的影響可能也比其他感受器更加深刻。

已有的證據(jù)表明，味覺和嗅覺在非常古老的時期就已經(jīng)存在，最早可以追溯到數(shù)十億年前的太古宙細菌時代。經(jīng)過漫長的進化，多種味覺感受器呈團狀分布，構(gòu)成一個個味蕾，成為人體外周神經(jīng)系統(tǒng)的一部分。人的舌頭上大約分布著1萬個味蕾，每個味蕾都能識別多種不同的味道。實際上，舌頭上其實并沒有所謂的“味覺分布圖”。因為每個區(qū)域的味蕾所包含的味覺感受器的種類都大致相同，所以都能識別各種各樣的味道。在人體中，味蕾是除肝臟外唯一能夠完全再生并可作為一個整體單位的組織。味覺感受器不只存在于味蕾中，科學(xué)家已經(jīng)在人體的許多其他部位發(fā)現(xiàn)了獨立的味覺感受器，比如肺、胰腺、腸道、鼻子，甚至牙齦中都有味^感受器。其實，這些味覺感受器的外觀和功能與味蕾中的味覺感受器相似，同樣能夠識別酸、甜、苦、咸和鮮味，但這些器官中的味覺感受器不會把“嘗到的味道”告訴大腦，而是利用味覺信息來調(diào)控各種生理過程，比如在腸道中參與消化后期的調(diào)控，以及在鼻子和肺中充當?shù)钟≡w入侵的第一道防線。科學(xué)家認為，味道和氣味在進化中起了兩個主要作用：一是使我們能有意識地分辨吃進嘴里的食物是否是身體所需的，即是否有營養(yǎng)，或是否有毒。二是在我們意識不到的情況下調(diào)節(jié)胃腸道的后期消化過程。如果我們的身體無法感知味道和氣味，那么食物就不能被完全消化。而且，位于肺部和鼻子中的味覺感受器還能檢測到某些致病菌的存在，并向免疫系統(tǒng)發(fā)出警報。只不過肺中的味覺感受器與舌頭上的味蕾不同，肺部和氣管的感受器無法'嘗出”酸、甜、苦和咸味，而只能對刺激性味道做出反應(yīng)。如果這些味覺感受器無法正常發(fā)揮作用，很可能會影響人體健康。例如，一些人不太能感受苦味，他們通常喜歡喝茶和咖啡，或喜歡吃花椰菜和黑巧克力等。然而，這可能不是出于個人喜好，而是因為他們對苦味不敏感。這通常由基因缺陷導(dǎo)致。基因缺失不僅會影響味蕾中的

苦味感受器，也會影響鼻腔中的苦味感受器，因此可能會對健康產(chǎn)生影響：愛喝咖啡和愛吃花椰菜的人更容易患慢性鼻竇炎，原因是他們不太可能檢測到導(dǎo)致鼻竇炎的'苦味”病原體。早在遠古時代，味覺感受器就開始幫助動物更好地生存。在多細胞生物中，味覺感受器參與協(xié)調(diào)消化過程，并與免疫系統(tǒng)時刻保持聯(lián)系。在哺乳動物中，味覺和嗅覺還與愉悅感有關(guān)，確保動物攝入身體所需的營養(yǎng)物質(zhì)，因為這些營養(yǎng)物質(zhì)在當時的環(huán)境中很稀缺，所以愉悅感作為一種獎勵，驅(qū)動哺乳動物不斷從環(huán)境中尋找營養(yǎng)物質(zhì)。但現(xiàn)在，工業(yè)的發(fā)展使食物不再匱乏，人