味覺進化以確保動物吃正確的東西

一個女人在後院聚會上咬了一口食物

研究人員發現,食物的元素組成與動物的元素需求之間的差異可以解釋鹹味、鮮味和甜味等令人愉悅的味道的形成。

在食物被吞嚥和消化之前,味道告訴我們很多關於食物的信息,有些味道與食物的元素組成相對應。

例如,陳年牛排會點亮鮮味感受器,因為它含有高濃度的氮元素,氮元素存在於氨基酸分子中。 氮對生存至關重要,但相對於動物的需求而言,氮通常濃度較低。

同樣, 自然界中的許多食物都受到限制——想想超市之前的生活。 因此,如果你需要鈉來生存——所有動物都這樣做——你更有可能適應並尋找鹹味食物。

“營養失衡,即使在元素水平上,也會限制動物的生長和新陳代謝,”共同作者、北卡羅來納州立大學應用生態學系的博士後研究員 Lee Demi 說。


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“我們假設動物應該進化出品嚐和享受某些最有可能限制生長的元素和營養素的能力,因為它們在典型食物中的濃度很低。”

為了研究這一假設,Demi 及其同事將三個動物群(哺乳動物、魚類和昆蟲)的身體元素組成與植物的元素組成進行了比較,植物是大多數食物網的基礎。 他們預測,食用由稀有或不可預測的特定元素組成的食物的動物更有可能擁有味覺感受器,以獎勵它們找到相同的元素。

“因為動物改變其元素組成的能力非常有限,'你吃什麼'這句古老的格言實際上並不適用,”黛米說。 “相反,至少從元素組成的角度來看,動物會因‘吃它們本來的樣子’而獲得令人愉悅的味道,這有助於減少膳食營養限制的可能性。”

這對於 雜食性 和食草動物,它們吃各種不同的食物,營養質量各不相同。 在這個框架內,味覺成為一種工具,可以幫助消費者確定他們應該搜索和消費哪些食物的優先級,這樣他們就不會在這些必要元素較少的食物上浪費時間。

同樣,口味也可以告知消費者避免食用含有過多所需元素的食物。 這就是為什麼吃一把薯條比吃一把食鹽更有吸引力的原因。

您在食物鏈上的位置可以預測您的味覺系統的複雜性。 一些頂級捕食者,如逆戟鯨,在進化過程中失去了許多味覺受體。 這項研究表明,與食草動物或雜食動物相比,捕食者不太可能在飲食中經歷強烈的元素失衡。 因為它們的獵物已經滿足了它們的基本需求,捕食者在維持複雜的味覺系統方面承受的選擇壓力較小。 然而,這些頂級掠食者一直保持著對鹽的口味,如果過量食用鹽會有害。

“對某些食物的親和力必須具有強大的進化驅動力,因為沒有味道,動物將被迫過度消費一切,以期達到生長和發育所需元素的神奇比例,”共同作者,應用生態學教授本傑明雷丁說部門。 “他們需要吃得太多,最終會排泄出大量他們不需要的東西,這是低效的。”

研究小組還發現了哺乳動物、魚類和昆蟲趨同味覺進化的有力證據。 每個群體雖然在系統發育樹上相距甚遠,但都具有優先考慮相同不常見元素的口味,包括鈉、 ,和磷。

“磷特別有趣,因為這種最近發現的味道與磷酸鹽密切相關,磷酸鹽也是許多核酸、ATP、磷脂等中磷的主要形式,”共同作者、應用生態學教授布拉德泰勒說部門。

“磷酸鹽是最容易被植物吸收的磷形式,通常是生物體和生態系統中主要的生長限制元素。 因此,元素形式、味覺感受器、有機體需求和生態系統之間的聯繫是非常直接的。”

雖然對味覺的神經生物學過程進行了廣泛的研究,但這項研究首次將味覺作為最佳覓食的進化工具進行探索。 研究人員認為,這可能會開闢一個新的思路,即味覺如何表明動物如何通過覓食、營養循環和其他生態學核心原則影響環境。

該論文出現在 生態與進化. 其他合著者來自北卡羅來納州莫奈爾化學感官中心和丹麥自然歷史博物館。

這項工作得到了美國國家科學基金會以及北卡羅來納州立大學應用生態學系和 Jules Silverman 的支持。

資源: NC狀態

關於作者

米歇爾寶石北卡羅來納州

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這篇文章最初出現在 未來性

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