非洲鬣狗对于浸透了醛类化合物的木块表现出了浓厚的兴趣。图片来源:Ulrica Skilberg
血液到底有什么样的气味能够让食肉动物发狂呢?根据一项新的研究,所有这一切或许都可以归结到一个单一分子身上。这种化合物对老虎和鬣狗的吸引力与血液本身相仿。这一发现揭示了动物如何通过嗅觉识别复杂的化合物,甚至能够帮助克服一些人类的恐惧症。
与雪地中的脚印一样,血液的气味能够把食肉动物引向受伤的猎物。然而像很多具有强烈气味的物质一样,血液中包含了大量的分子成分,其中只有一些分子可能在吸引食肉动物方面发挥了作用。瑞典林雪平大学动物学家Matthias Laska表示,一般而言,很难确定所有分子在一种物质中到底扮演了一个什么样的角色。他说:“你必须首先作一个最好的猜测。”
“对食肉动物来说,食物的气味特别有吸引力,而这很大程度上是因为血。”Laska说,“我们想知道的是,究竟是哪种化学物质形成了血液的气味。”
对Laska及其同事来说,这一猜测是从一种名为“反式-4,5-环氧(E)-2-癸烯醛”的分子开始的。Laska说,利用气相色谱分析和质谱分析,并结合气味专家的分析,他们锁定的这种分子是一种所谓的醛类化合物,能够传递血液所散发出的金属般的恶臭,闻到它会令人联想到血液。它被发现存在于猪乃至所有哺乳动物的血液中。
为了搞清这种分子是否真的能够吸引食肉动物,Laska和同事测试了来自4个物种的40种食肉动物对于这种气味的反应。研究人员与瑞典的科尔马尔登野生动物园合作,用西伯利亚虎、南美丛林犬、非洲鬣狗以及亚洲豺狗进行了研究。
研究人员选取了具有4种不同气味的物质——上述醛类化合物、马血、果味分子异戊基乙酸以及一种几乎无味的溶剂,并将一些木块浸透了其中的任意一种气味。在将这些浸透了气味的木块扔给动物后,研究人员观测并记录了这些食肉动物的反应以及与木块的“互动”。
发现带有血腥味的木块后,动物们最常见的反应包括嗅、舔、咬、扒和玩,其中老虎对木块保持兴趣的时间最长,而南美丛林犬最快失去兴趣。
在对每种动物长达20天的试验过程中,研究人员记录了动物与木块之间的数千种反应。研究人员日前在《科学公共图书馆—综合》上报告说,平均而言,所有4类食肉动物与浸透了醛类化合物的木块“玩耍”的时间与浸透了血液的木块相同。此外,与另外两种气味相比,动物与浸透了血液和醛类化合物的木块“玩耍”的时间是前者的2到4倍。
Laska表示,他很惊讶于自己的团队最初的猜测是正确的。他说:“这是梦寐以求的一件事,并不会经常出现在你的实验中。”
但Laska警告说,新的发现可能并不适用于所有的食肉动物以及它们的嗅觉系统。他说:“其他动物及其他嗅觉系统可能进化出了另一种替代的方式。”他希望通过对其他血液化合物以及其他食肉动物(例如狼)进行类似的研究从而回答这一问题。Laska的一个学生甚至已经用小鼠代替食肉动物进行了类似研究。他说:“我们想要看看血液是否会在被捕食的动物中引发逃避行为。”
瑞典斯德哥尔摩市卡罗林斯卡研究所实验神经心理学家Johan Lundstrom表示:“这是一项尝试回答一个基本问题的完美研究,即是否一种单一分子能够像一种复杂气味一样引发一系列复杂行为,并且得到了一个完美的答案。对于野生动物园来说,该研究成果可应用于日常运营。人工饲养的动物需要刺激以避免退化或变胖,也许可通过经上述醛类化合物处理而散发血腥味的圆木,吸引动物们动起来。”
Lundstrom强调,这一发现同时与人类健康也有一定的联系,因为一些人会对血液的气味感到恐惧,或由其联想起一些过去出现的外伤。通过了解是哪些血液成分引发了人类的响应,研究人员将有望针对一些精神问题——例如与血液相关的创伤后应激障碍或恐惧症——开发出更好的治疗方法。