人类可以很容易地辨别出甜味的食物,而且很愉快。然而,许多食肉动物缺乏这种能力,而鸟类,即食肉恐龙的后代,是否能尝到甜味,此前尚不清楚。由香港大学和马克斯-普朗克鸟类研究所领导的一个国际研究团队,包括香港大学生态与生物多样性研究部的Simon SIN博士,已经表明,一个包含超过4000种物种的鸣禽,无论其初级饮食如何,都能感受到甜味。

这项研究强调了鸣禽祖先的一个特殊事件,即允许他们的鲜味味觉感受器识别糖。这种能力在鸣禽世系中被保存下来,影响了今天生活的近一半鸟类的饮食。

苦、咸、甜、酸和鲜味是我们人类感知的五种基本口味。味觉对我们的饮食有着巨大的影响——我们认为味道好的东西往往最终会出现在我们的盘子里。动物王国的其他地方也没什么不同,因为味觉确实有助于区分什么是营养的,什么是有毒的。但其他动物到底尝什么呢?

众所周知,甜味受体在哺乳动物中广泛存在。然而,鸟类是食肉恐龙的后代,缺乏这种受体的一个基本亚单位——这可能使大多数鸟类无法检测到糖。唯一已知的例外是蜂鸟,它们改变了它们的鲜味感受器来识别碳水化合物。

但是其他的鸟都尝不到糖吗?

首先,国际研究小组的研究人员系统地研究了鸟类的饮食。某些鸣禽谱系,如太阳鸟,食蜜鸟,和蜜旋木雀,是众所周知的经常消耗大量的花蜜。然而,研究小组发现,在整个辐射范围内,其他鸣禽种类的数量高于平均水平,它们偶尔会消耗花蜜或水果。“这是我们应该关注一系列鸣禽的第一个暗示,而不仅仅是寻找鸟类甜味来源时的花蜜专一的鸣禽,”领导这项研究的马克斯·普朗克鸟类研究所进化生物学家Maude BALDWIN博士解释说。“事实上,它们的行为实验表明,无论是花蜜专家还是食粮鸣禽都喜欢糖水而不是普通水。”

研究人员深入研究发现,专门吃花蜜的人的鲜味受体,以及其他不同饮食的鸣禽的鲜味受体,也对糖有反应。他们得出结论说,鸣禽真的能感觉到甜味,而且像蜂鸟一样,也能利用鲜味受体来感觉甜味。

为了确定这种能力的起源,研究人员在鸣禽家谱的不同位置重建了祖传的鲜味受体。原来,鸣禽的早期祖先甚至在它们辐射出澳大利亚并传遍地球之前,就已经进化出了感知糖的能力。“我们对这个结果感到非常惊讶,”BALDWIN博士说。“在鸣鸟的辐射中,甜味的感觉很早就出现了,然后甚至在不主要依赖含糖食物的物种中也持续存在。”。

除了感觉变化的时间,研究人员还能够揭示其分子基础。通过比较无糖和有糖反应的受体序列,他们确定了能够感知甜味的修饰。有趣的是,这些确切的变化仅与远亲蜂鸟的变化稍有吻合,即使受体的类似区域也发生了改变。因此,在进化的过程中,这些遥远的鸟类群体聚集在同一个解决方案上,重新调整它们的鲜味感受器来感知糖。然而,每一组都以不同的方式修饰受体以获得相同的结果。“有趣的是,蜂鸟和鸣禽在进化过程中都会尝到糖的味道,但方式不同。这是一项重要的研究,表明不同的进化途径如何导致相同的适应,”SIN博士说。

根据他们的发现,科学家们怀疑祖先鸣禽的新感觉知觉对它们随后的进化产生了深远的影响。在鸣禽进化的澳大利亚,许多不同的糖源很常见,包括昆虫分泌物和树液。含糖食物的来源可能帮助鸣禽传播到其他大陆,并成功地占据了各种生态位。

未来的研究旨在了解在鸟类进化过程中,甜味感知是如何与其他生理特征(如消化和代谢的变化)共同作用的。

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Early origin of sweet perception in the songbird radiation