恐龙进化辛酸史,恐龙并非甜食终结者后代蜂鸟逆袭祖先
蜂鸟
US Forest Service 拍摄者: US Forest Service
鸡并不是很讲究的食客。任何可能含有食物的物体都值得去啄一下试试。但让鸡在甜点和种子中选择,它们每次都会选后者。这很奇怪。很多动物,包括我们自己这个对糖类充满狂热的种族,都会为了糖而分泌唾液——因为有甜味的食物富含能量。新研究发现很多鸟类对糖不感兴趣,是因为它们遗传了来自祖先恐龙的基因。
大多数脊椎动物都能品尝甜味,因为它们有称作T1R的一组基因。其中T1R1 和T1R3探测氨基酸,并把“味道不错”的感觉传达出来,同时T1R2-T1R3组合会探测糖,给我们甜甜的口感。
哈佛大学的研究生莫德·鲍德温(Maude Baldwin)检测了从鸡到鹟等10个物种的基因组,发现食虫的和食谷的禽类都有能检测到昆虫或种子中氨基酸的基因,但没有任何一种拥有负责品尝甜味的T1R2基因。这些现代禽类进化于拥有相同特点的兽脚亚目食肉恐龙。因而鲍德温认为,由于用不着探测甜味,远古禽类失去了它们的T1R2基因。
但是,糖分是蜂鸟主要的食物来源。每天它们能消耗比自己体重更多的花蜜。它们能在0.25秒内品尝出水和糖溶液的区别。同时它们也喜欢人造的无糖甜味剂,比如赤藻糖醇和山梨糖醇。如果没有品尝甜味的基因,这又怎么可能呢?
为了回答这个问题,鲍德温克隆了对甜味无感的禽类、蜂鸟和蜂鸟的近亲雨燕的味觉受体。实验结果被发布在了《Science》杂志上。
她发现所有禽类一般都缺乏用于感受甜味的T1R2基因。T1R1和T1R3受体在雨燕和鸡体内就像在其他物种中一样,只能感受到氨基酸。但在蜂鸟体内,同样的受体能够感受到糖、甜酒和人造甜味剂三氯蔗糖却感受不到氨基酸。
鲍德温发现蜂鸟体内T1R1和T1R3基因的突变导致了它们转而去感受甜味。这种基因突变在积极地进化选择中出现,远高于我们预料的随机几率。
蜂鸟拥有源自恐龙的增选基因,能够感受到肉的味道并将其转化给糖受体,这是大多数现代禽类都没有的能力。
在达尔文潦草的物种起源手记中,他曾经认真思考过动物面对新环境时是如何判断哪些东西可以吃哪些东西不能碰。他认为问题解决的关键是味觉感受的进化:“根据我的理论,口中真实的味觉,必须从一些习惯的食物中得到,进而转变为一种可遗传的特性。”
鲍德温的实验结果证明了达尔文是正确的。也许缺乏甜味受体的原始蜂鸟经常抓昆虫吃。不经意间他们意外第一次品尝了些花蜜。T1R1和T1R3的细微突变让它们能够品尝含糖的液体,给它们维持生命所必须的能量。能够吸食花蜜的蜂鸟个体与食昆虫者相比在进化中逐渐占了上风。
未来的研究将专注于其他吃花蜜的鸟类,比如太阳鸟或吸蜜鹦鹉,以及吃水果的唐纳雀等,探求它们是否经历了和蜂鸟一样的基因突变,或者是另一种机制导致他们热爱甜食。
(原文来自arstechnica.com,原作者Hannah Rowland,蝌蚪君编译。转载请标注来源。)
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