蜂鸟

美国林务局摄影师:美国林务局

鸡不是很挑剔的食客。任何可能含有食物的东西都值得一尝。但是让鸡在甜点和种子之间选择,它们每次都会选择后者。这很奇怪。许多动物,包括我们这个对糖充满热情的种族,分泌唾液来获取糖——因为甜食富含能量。新的研究发现,许多鸟类对糖不感兴趣,因为它们从祖先恐龙那里继承了基因。

大多数脊椎动物能尝到甜味,因为它们有一组叫做T1R的基因。其中,T1R1和T1R3检测氨基酸,传达“好味道”的感觉。同时,T1R2-T1R3组合将检测到糖并给我们甜味。

哈佛大学的研究生莫德·鲍德温(Maude Baldwin)研究了从鸡到鹞的10种鸟类的基因组,发现食虫和吃谷类的鸟类都有能够检测昆虫或种子中氨基酸的基因,但它们都没有负责品尝甜味的T1R2基因。这些现代鸟类是从兽脚亚目食肉恐龙进化而来的,具有相同的特征。因此,鲍德温认为古代鸟类失去了T1R2基因,因为它们不需要检测甜味。

然而,糖是蜂鸟的主要食物来源。它们每天可以消耗比自身重量更多的花蜜。他们可以在0.25秒内品尝到水和糖溶液的不同。他们也喜欢人工无糖甜味剂,如赤藓糖醇和山梨醇。如果没有甜味基因,这怎么可能?

为了回答这个问题,鲍德温克隆了对甜味不敏感的雨燕、鸟类近亲、蜂鸟和蜂鸟的味觉感受器。实验结果发表在《科学》杂志上。

她发现所有的鸟通常都缺乏甜味的T1R2基因。T1R1和T1R3受体只能感知雨燕和鸡体内的氨基酸,就像其他物种一样。但是在蜂鸟中,同样的受体可以感知糖、甜酒和人工甜味剂三氯蔗糖,但不能感知氨基酸。

鲍德温发现蜂鸟T1R1和T1R3基因的突变导致它们转向甜味。这种基因突变出现在正向进化选择中,比我们预期的随机概率高得多。

蜂鸟有来自恐龙的共同选择基因,这种基因可以感知肉的味道并将其转化为糖受体,这是大多数现代鸟类没有的能力。

在达尔文关于物种起源的潦草笔记中,他曾经认真考虑过动物面对新环境时如何判断它们能吃什么和不能碰什么。他认为解决这个问题的关键是味觉的进化:“根据我的理论,口腔中的真正味道必须从一些习惯性的食物中获得,然后转化为一种可遗传的特征。”

鲍德温的实验结果证明达尔文是正确的。也许缺少甜味感受器的原始蜂鸟经常捕捉昆虫来吃。他们第一次不小心尝到了一些花蜜。T1R1和T1R3的细微突变使它们能够品尝含糖液体,并为它们提供维持生命所需的能量。与食虫动物相比,能够吮吸花蜜的蜂鸟个体在进化中逐渐占据上风。

未来的研究将聚焦于其他吃花蜜的鸟类,如太阳鸟或吸花蜜的鹦鹉,以及吃水果的唐老鸭,以查明它们是否经历了与蜂鸟相同的基因突变,或者是否是另一种机制导致它们喜欢甜食。

(原文来自arstechnica.com,原作者汉娜·罗兰,蝌蚪王编译。请注明转载来源。)