原創(chuàng) 史鈞 華章同人
導語:對于人類來說,水果是大自然的饋贈。一年四季,不同的季節(jié),我們都能吃到各種應季的水果。水果營養(yǎng)豐富、味道可口,是日常生活不可缺少的健康食品。老人和小孩通過吃水果來補充身體所需的維生素,年輕女性則熱衷于通過吃水果來養(yǎng)顏。吃水果是如此普遍而普通的行為,可你知道嗎,在幾千萬年前,吃水果影響了靈長類動物的命運,為人類的出現(xiàn)埋下了伏筆。
《生命的色彩》
靈長類動物起初以昆蟲為食,后來,昆蟲無法滿足它們的需求,它們便開發(fā)出新的食材。第一道大餐是水果,第二道大餐是樹葉。這兩道大餐分別推動著靈長類動物幾大重要生物學特征的進化,無論味覺還是視覺、形體還是相貌,都受到了直接的影響,最終合并的結(jié)果,就是為人類的出現(xiàn)埋下了伏筆。我們就來說說水果如何影響了靈長類動物的命運。
苦味是一種警告:這東西有毒,別吃!
所有水果都有自己的味道,味道其實就是一種語言,可以向動物傳遞清晰的信息:歡迎品嘗或者暫停營業(yè)。對于果實的味道語言,動物有著自己的接收系統(tǒng),那就是味覺。
靈長類動物幾乎可以食用被子植物的所有部分,不管根莖葉,還是花果實,都在它們的食用范圍之內(nèi)??墒?,植物也沒有坐以待斃。為了阻止動物采食,植物會分泌大量毒素,足以讓嘴賤的家伙后悔莫及。
要想遠離中毒風險,動物必須盡量謹慎,不能見到什么就吃什么,而是要略作鑒別。鑒別的方法,就是使用味覺。
味覺對于評估食物營養(yǎng)成分和防止攝入毒素意義重大,凡是無所畏懼吃嘛嘛香的家伙,基本上都在數(shù)千萬年前就成了植物毒素的犧牲品。要想不被毒死,最基本的策略是不要吃有毒的植物,但動物在動口之前沒辦法問一問植物是不是有毒,它們的基本策略是以苦味作為準入門檻。動物的苦味受體會對毒素進行識別,并轉(zhuǎn)告大腦:這東西有毒,別吃!
人類對苦味的敏感性很高
苦味受體是一種分布在味覺細胞表面的蛋白質(zhì)。既然是蛋白質(zhì),當然就受到基因的控制。每種動物體內(nèi)都有控制苦味受體的基因,正是這些基因在時刻提醒著主人,哪些植物能吃,哪些植物不能吃。
《生命的色彩》
相對而言,肉食動物比雜食動物對苦味更加敏感,而雜食動物又比草食動物敏感,草食動物必須適當容忍植物的苦味,否則就無法攝入足夠的營養(yǎng)。為了應對有毒物質(zhì)對身體的損害,草食動物只能盡量減少食材的多樣性,沒有哪種動物可以吃盡天下所有植物,而只會吃幾種基本的植物。大家知己知彼,可以最大限度地降低中毒風險。這就是為什么它們往往只吃這種草而不吃那種草的原因,因為它們不想面對過多的不可預測的中毒風險。還有一種策略則是先把食物吃下去,然后再在體內(nèi)解毒,比如反芻動物攝入大量草料后,就需要通過發(fā)酵來分解攝入的毒素。
靈長類動物是典型的雜食動物,苦味受體基因相對多樣化。不同的靈長類動物,因進化水平不同,苦味受體基因的序列也有所不同。不同的序列決定了對苦味的敏感程度不同,比如獼猴的苦味基因由于早期發(fā)生了突變,對苦味的敏感性急劇下降。敏感性下降的結(jié)果就是可以吃下更多的植物類型,就算有些毒性也被味覺系統(tǒng)忽略了,那事實上等于擴大了食物來源,副作用是增加了中毒的風險。應對之道是強化肝臟的解毒能力,或者索性破罐子破摔,讓身體處于慢性中毒狀態(tài),然后在慢性中毒致死之前結(jié)束生命。所以,苦味敏感性越低的動物,其壽命相對也越短,獼猴在飼養(yǎng)狀態(tài)下壽命很難超過三十歲。相反的情況是強化苦味受體基因,比如黑猩猩與人類的苦味受體基因相對復雜,對苦味的敏感性要比獼猴更高,壽命也比獼猴的更長,黑猩猩在飼養(yǎng)狀態(tài)下壽命甚至可以達到獼猴的兩倍。
在人類與黑猩猩之間,苦味受體基因也存在一定的差異。相對而言,人類對食物更加挑剔,苦味受體能夠識別更多的天然毒素,對異硫氰酸酯、氰苷等高度敏感。黑猩猩則必須容忍一定的食物毒性,否則就要挨餓。所以,黑猩猩的自然壽命不如人類的。
對甜味的追求進化出的三色視覺
如果說苦味具有被動防御功能,甜味感覺則更加主動。
所有哺乳動物的味覺都可以分為五大類:酸和苦代表有害物質(zhì);甜味代表糖類;咸味代表離子,可以維持細胞滲透壓;鮮味代表蛋白質(zhì)。追求甜味是靈長類動物的重要特征,剛剛出生不到一天的嬰兒就會表現(xiàn)出對甜味的喜愛。但海洋哺乳動物,比如鯨魚,則失去了包括甜味在內(nèi)的大部分味覺,因為它們食物單一,根本不需要通過復雜的味覺對食物加以辨別,而且根本沒有機會吃到水果,對甜味自然毫不在意。與此類似,許多肉食動物都喪失了甜味受體基因。人類非常享受的甜品,貓和狗吃起來,可能味如嚼蠟。
對于靈長類動物來說,甜味不可或缺。正是為了滿足對甜味的渴望,它們才會不辭辛苦地在叢林中穿梭,只為享受吃下水果的剎那幸福。正是在剎那幸福之中,蘊藏著永恒的希望。它們對甜味的偏愛程度與其體重成正比,體型越大,越喜愛甜味,因為它們需要更多的能量維持身體代謝。黑猩猩和人類在靈長類動物中的體型相當突出,所以我們比其他靈長類動物更喜歡甜食,否則不足以攝入足夠的糖分。
適應了樹冠生活的靈長類動物為了滿足對甜味的需求,同時攝入大量的營養(yǎng),就需要四處尋找紅色的果實,而為了尋找紅色的果實,就必須進化出三色視覺。
早期的靈長類動物也是雙色視覺,但是大約在四千萬年前,靈長類動物的一個分支發(fā)生了一次感光基因突變,出現(xiàn)了可以辨別紅色光波的能力。(不過需要補充說明的是,這種變化有一定的地理分布條件,即亞歐大陸和非洲大陸的靈長類動物,包括人類在內(nèi)是三色視覺)。從基因的角度來看,紅光感受基因并不是新的基因,而是綠光感受基因重復拷貝的結(jié)果,多出來的一段光波被靈長類動物強行解讀為紅光。靈長類動物因此而為自然界的不同物質(zhì)貼上了不同的標簽,諸如這是紅色,那是綠色,兩者的區(qū)別一目了然,而不再像普通哺乳動物那樣混為一談。這為靈長類動物尋找水果提供了意外的優(yōu)勢,并幫助它們從哺乳動物中脫穎而出。
視覺與嗅覺的拉鋸戰(zhàn)
三色視覺一旦出現(xiàn),等于在感官世界里推倒了一塊多米諾骨牌,引發(fā)了一系列的感覺變化,其中的一個重要作用就是立體視覺的出現(xiàn)。
有意思的是,在視覺與嗅覺之間,存在一種微妙的拉鋸戰(zhàn)。在進化過程中,各種能力常會出現(xiàn)此消彼長的情況,即一種感官退化,會引起其他感官的代償性增強。由于視覺與嗅覺功能存在特殊關(guān)聯(lián),靈長類動物在選擇三色視覺的同時,必然導致嗅覺退化,而嗅覺退化必然導致嗅覺器官隨之退化,直接導致面部變小變平,原本被鼻子隔開,分布在腦袋兩側(cè)的雙眼開始向同一個平面靠攏,由此獲得了強大的立體視覺。
所謂立體視覺,又叫雙眼視覺,就是雙眼可以分辨目標遠近及立體形態(tài)的能力。與立體視覺相對應的,是眼睛分布在腦袋兩側(cè),彼此獨立視物,無法形成有效的立體圖像,也很難判斷目標物體的遠近,可以稱為單眼視覺。
那么,立體視覺的優(yōu)勢究竟體現(xiàn)在哪里?
做一個很簡單的實驗,你就可以清楚地理解立體視覺的意義。伸出手去,哪只手都行,然后張開五指,讓手指像小樹枝一樣擋在眼前,適當調(diào)整一下距離——當然不能直接蓋在眼睛上——然后觀看書本上的文字,注意手指也不要直接壓在書本上,而要保持適當?shù)木嚯x,比如大約二十厘米以上。你會發(fā)現(xiàn)五根分開的手指事實上并沒有將書本擋住多少,你仍然可以大體判斷文字的內(nèi)容,基本可以忽略手指的干擾。你再把兩只眼睛依次閉起來試試,就會發(fā)現(xiàn)單眼視覺的困境。你的每一根手指,都會實實在在地影響對目標的判斷,你看到的是文字的碎片,而不再是完整的句子。
透過障礙物觀察事物,這就是立體視覺的優(yōu)勢。擁有雙眼立體視覺的動物,看到的事物往往是一個整體,就算有一些障礙物,也能被雙眼所洞穿,這就大大提高了它們對目標判斷的準確度。對于單眼視覺的動物來說,眼前的事物會被樹葉之類的障礙物切成很多碎片,從而干擾它們對目標的判斷,甚至導致對目標視而不見,應對危險的能力自然會有所下降。為了減少危險,小型動物必須時刻處于運動之中,來回跳躍、四處張望,從不同角度獲取不同的視覺信息,以此彌補單眼視覺的不足。
從三色視覺到立體視覺,是個連鎖的進化過程。在樹冠環(huán)境中,三色視覺可以及時發(fā)現(xiàn)水果,立體視覺則可以幫助靈長類動物靈活地在樹枝之間任意穿梭,游刃有余。由此可見,在靈長類向人類演變的幾個基本環(huán)節(jié)中,為了獲取更多的水果這一動機起到了重要的驅(qū)動作用。