H人类是一群以自我为中心的人。我们认为我们的感官是理所当然的,通常认为其他生物也拥有和我们一样的感官——视觉、听觉、嗅觉、味觉,或者更复杂的感知能力,比如辨别季节的能力。
但就像其他能力一样,感官的进化是为了支持动物、植物和其他生命的日常功能。进化倾向于去除那些不需要的感官,尤其是那些感官代价高昂的时候。进化出地下生活方式的动物往往会失明。另外,进化也倾向于在这些相同的有机体中有一种优越的嗅觉和听觉。由于食肉动物的生存并不依赖于它们寻找糖分的能力,基因突变使得一些食肉动物无法尝到甜味。一些热带昆虫在进化过程中并没有将昼长作为季节变化的信号,因为在热带地区,季节不是由昼长来标记的。很容易想象其他物种和我们一样体验这个世界,无论是我们的宠物,还是我们的植物,但事实是每个物种都有适应其生活的感觉,这些感觉引导它们体验一个与我们不同的世界。
猫
味蕾在动物物种中进化,引导我们走向我们需要的东西,并引导我们远离我们最好避免的东西。对大多数哺乳动物来说,识别碳水化合物的能力事关生存。单糖尝起来甜是因为我们需要它们(或者至少在我们学会如何大量人工生产单糖之前我们需要它们)。这就是为什么大多数哺乳动物都觉得糖的味道很好,但家猫和其他猫科动物却对糖无动于衷。养猫的人可能会说他们心爱的宠物喜欢冰淇淋和甜甜圈,但猫喜欢的其实是脂肪。猫科动物的味觉感受器无法检测到糖。像大多数其他哺乳动物一样,人类有五种不同的受体——咸、苦、酸、鲜和甜。甜味的味觉受体被编码在两个编码两种蛋白质的基因中,这两种蛋白质都与我们享受甜食的能力有关。在猫身上,一个偶然的突变似乎破坏了其中一个基因,而这个破坏的版本仍然存在。这就是为什么老虎、狮子和你的小猫永远不会喜欢吃甜食的原因。 To her, the satiating tastes are the umami of meat and the saltiness of blood.
常见的摩尔数
美国东部的鼹鼠基本上是瞎的——它们隐藏在皮毛和皮肤下的小眼睛在地下的隧道和洞穴里是无用的。然而,鼹鼠在看不见的情况下做得很好。它们依靠其非凡的听觉和嗅觉能力。它们通过两种不同的方式探测声音:通过感觉皮肤中的振动和通过det鼹鼠用其特殊的耳骨来感知低频声音,如蠕虫穿过土壤的声音和地面上的脚步声。但鼹鼠也有一种特殊的“立体”嗅觉能力与人类不同的是,鼹鼠通过两个鼻孔收集气味,形成一个信号,一个气味,鼹鼠可以分辨出一个鼻孔的气味与另一个鼻孔的气味之间的差异。它们利用这种差异来辨别气味来自哪个方向,就像人类用两只耳朵来辨别声音来自哪个方向一样reo鼻能让鼹鼠比我们更快地感知气味的方向,并迅速接近或远离气味。鼹鼠的生命是一系列简单的二分法,即使来来回回都看不见。
皇家蟒蛇
蛇,比如皇家蟒蛇,既没有外耳,也没有耳膜,耳膜是一种能对声波做出反应的膜。因此,它们不能像我们一样听到声音。皇家蟒蛇通过地面或任何其他基质的振动来感知声音。通过巨蟒的鳞状皮肤、骨头和肌肉,这些振动被传送到蛇的小耳根(一种小耳骨),然后传送到它的大脑。结果,蟒蛇错过了鸟类、蟋蟀和青蛙的鸣叫和叫声。鸟的歌声对蛇来说不美,但它的脚步美。如果一只鸣鸟靠近一条饥饿的蟒蛇,这种爬行动物就能感觉到每只脚发出的微弱振动,从而知道晚餐来了。
热带的蚂蚁
识别季节的能力似乎是最基本的,但一些热带蚂蚁,如法老蚂蚁,缺乏这种技能。他们的生物钟——大脑从环境中获取时间线索的能力——并没有进化到探测白天长度的季节性变化,因为热带地区的白天长度并不像温带地区那样预示着气候的变化。当科学家把它们带到季节变化的地方(比如哈佛大学,那里有一群逃跑的法老蚂蚁长期生活在室内),法老蚂蚁不会感知一年的时间,也不会相应地调整它们的生命周期。随着天气变冷,当地的蚂蚁停止产卵并开始储存食物,但热带的蚂蚁继续产卵和觅食。当天气变冷到足以杀死它们时,法老蚂蚁就会停止冒险外出,并可能进入一种麻木状态,这是一种紧急反应,而不是一个季节性的过程。由于无法储存食物,它们只好吃自己的鸡蛋。因为时间生物学是一种天生的能力而不是后天获得的,蚂蚁永远不会知道一年中的时间。
有齿鲸
赫尔曼·梅尔维尔在他的经典小说《白鲸》中说,他通过他的两只大眼睛看到了一个不同的世界,这可能是真的,但莫比·迪克似乎不可能看到的是亚哈的臭味。
齿鲸大脑中没有负责检测空气中气味的部分。这些海洋哺乳动物,包括海豚、鼠海豚、白鲸、独角鲸、喙鲸和抹香鲸,是陆地哺乳动物的后代,大约在5000万年前返回海洋。陆地居民用嗅觉寻找食物,感知捕食者和求爱。在水中,嗅觉没有那么有用,而回声定位似乎被证明是更好的工具。嗅觉始于鼻腔,挥发性分子附着在感受器上,然后通过嗅觉神经将信号传递到大脑的嗅球。齿鲸失去了嗅觉神经和嗅球。当它们把大脑袋抬出水面时,它们能感觉到风,看到地平线,但它们闻不到空气中的盐味,大海的鱼腥味,也闻不到捕猎它们的人汗流浃背。
玉米和豌豆
几乎所有的有机体都有重力感,如果没有重力,事情就会出错。这一教训在懒玉米的叶子上最为明显。地球上大多数植物都可以通过一种叫做生长素的激素来区分上下。生长素的分布告诉植物,除其他外,哪条路向上,哪条路向下。植物不同部位的细胞对生长素有反应生长素以不同的方式运输到根的底部时,使细胞生长缓慢,导致根向下弯曲;运输到芽的底部时,使细胞快速生长,导致芽向上弯曲。
但在懒玉米和其他一些近亲繁殖的作物品种中,包括懒豌豆,编码一种帮助植物生长素向下移动的蛋白质的基因呈现出一种不寻常的突变形式。因此,这些植物缺乏一般的重力感。懒豌豆的根到处向上向下生长,甚至远离土壤。懒懒的玉米叶子宁愿躺着也不愿去晒太阳,不知道上下在哪里。这些突变似乎对这些植物没有任何好处(尽管它们帮助科学家了解了植物探测重力的遗传学原理)。然而,这些植物并没有任何结构缺陷,它们只是缺乏辨别方向和躺下的能力,这也为它们赢得了绰号。
罗伯·邓恩是北卡罗莱纳州立大学的进化生物学家,他在那里研究我们每天都会接触但往往会忽视的物种,包括那些生活在我们肚脐眼里的物种。他是本书的作者所有生物,我们身体里的野生生物和那个触动自己心灵的人。