新德里:新的研究发现,果蝇有一种独特的味觉感受器,使它们能够检测碱性或高pH值的食物和表面,使它们能够避免可能对它们有毒的物质。
美国费城莫奈尔化学感官中心的科学家们发现,被认为是研究味觉的模式生物的果蝇(果蝇黑腹)可以区分中性食物和碱性食物(pH值超过7的食物)。
动物的饮食选择受到它们的味觉的影响。食物含有各种各样的酸和碱,pH值是一种指示物质酸度或碱度的指标。
在一篇关于这项研究的博客文章中,莫奈尔化学感官中心的首席研究员、作者之一张雅丽解释说,“许多重要的生物过程只发生在特定的pH值水平下”。因此,对pH值的感知可以帮助动物区分营养和潜在有害的食物。
这项研究发表在3月20日的《自然代谢》杂志上,研究发现,在pH值为7的中性食物(既不酸也不碱性)和pH值为12的碱性食物之间做出选择,果蝇会选择中性食物,主动避开碱性食物。
考虑到高pH值物质对苍蝇的发育、生存和寿命有不利影响,这项研究是一个重要的突破。
研究人员进一步在这些果蝇中发现了一种叫做嗜碱基因(alka)的基因,它负责检测碱性物质。根据这项研究,对于对基本食物的厌恶反应来说,alka既是必要的,也是充分的。
该基因编码一个氯离子通道,该通道被碱性pH值激活,并在被称为味觉受体的神经元中表达,有助于识别味道。
作者认为,这项研究将有助于理解果蝇的适应技术,因为感知碱性物质将帮助它们避免摄入有毒物质。此外,它也可以作为未来研究其他动物的碱性味觉的基础。
其他动物有碱性的味道吗?
长期以来,动物是否具有感知食物碱度或高pH值的味觉机制一直是一个争论不休的话题,尽管人们普遍认为,酸味可以检测食物的酸度。虽然酸味感受器已经被鉴定出来,但酸味感受器还没有。
此前的研究发现,猫的味觉神经会被高pH值激活,而甲虫等昆虫则会主动避开碱性环境。
先前的研究表明,包括线虫、昆虫、鱼类和哺乳动物在内的一些物种对碱性pH值有明确的行为反应。
作者认为,苍蝇一般都有“通过味觉探测各种物质的非凡能力”,这也使它们能够尝出食物的碱度。
像哺乳动物一样,果蝇也使用不同种类的味觉感受器来检测糖、盐、酸和苦味物质。
它有什么帮助?
研究人员解释说,尽管大多数生物的理想生理活动和酶促反应可能只发生在很小的pH值范围内(约7.4),但过高的pH值会破坏酸碱平衡,导致碱中毒,这是一种潜在的致命疾病。
在整个生态系统中,生物体可能在许多情况下经历高pH值,例如在它们摄取的食物和水中。
在这项研究中,研究人员使用NaOH(氢氧化钠)来改变食物的pH值,因为它一旦溶解就会完全解离,而且对苍蝇的副作用也较小。
研究人员发现,果蝇“对基本食物感到排斥”,这表明它们通过特定的味觉感受器来检测食物的碱度,而这些感受器很可能是跨膜感受器。结果表明,alka基因可能是高pH值的直接传感器。
该研究指出,碱性pH值对果蝇生理机能的影响已在众多研究中得到了充分的证明。据报道,果蝇身体的pH值在幼虫到蛹和成虫阶段的发展过程中经历了动态变化。
因此,碱性pH感与苍蝇的健康和寿命密切相关。根据这项研究,如果喂食中等碱性食物,苍蝇的寿命和存活率会降低80%。
此外,长期暴露在高碱性环境中会损害发育,缩短寿命,并导致死亡。因此,雌性果蝇在决定在哪里产卵时强烈避免碱性基质。
碱性pH感是一种重要的自我防御机制,它使苍蝇和其他动物在寻找食物和选择栖息地时避免有害环境。
因此,这项研究表明,碱性味觉通过促进果蝇的生存、发育和繁殖,显著提高了它们的进化适应性。
(编辑:Richa Mishra)