玛莎·麦克林托克科学事业的开端源于年轻时的一个突发奇想。她回忆说，甚至是一个荒谬的时刻。那是1968年的夏天，她是一名卫斯理学院的学生，在缅因州的杰克逊实验室参加一个研讨会。一群资深研究人员在餐桌旁聚会，讨论小鼠似乎是如何同步它们的卵巢周期的。20岁的麦克林托克坐在附近，突然插话说：“嗯，难道你们不知道吗？女人也会那样。”
“我不记得确切的措辞了，”她现在坐在芝加哥大学设备精良的实验室里，放松而又半开玩笑地说。“但每个人都转过头来盯着我看。”很容易想象她在那次遥远的相遇中的样子——同样的直率目光，同样的友善面容和蓬乱的头发。然而，餐桌旁的那群人并没有被她迷住；他们告诉她，她根本不知道自己在说什么。
麦克林托克并没有被吓倒，她向也在参加研讨会的一些研究生提出了这个问题。他们打赌她找不到数据来支持她的论断。她回到卫斯理学院，与她的本科导师帕特里夏·桑普森讨论了这件事。桑普森反过来鼓励她：接受这个赌注，做研究，证明自己是对的还是错的。
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三年后，现在是一名研究生的麦克林托克在《自然》杂志上发表了一篇题为“月经同步和抑制”的两页论文。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）它详细描述了一个相当有趣的现象，在学年期间，卫斯理学院宿舍的约135名居民中观察到。在那段时间里，月经周期显然开始发生变化，尤其是在经常在一起的女性中。月经变得更加同步，开始和结束的时间重叠更多。
今天，人类月经同步的概念通常被称为麦克林托克效应。但这个一直塑造着她的研究和声誉的想法，这个推动着一个仍在蓬勃发展的研究领域的想法，是这种神秘的同步，这种生殖网络，是由女性之间的化学信息传递引起的——人类像许多其他生物一样，通过化学信号相互联系的概念。
要像昆虫学家对无数昆虫信息素所做的那样，精确地找出特定的信号化学物质并追踪它们对我们身体和思想的影响，比预期的要困难得多。但在麦克林托克发现后的四十年里，科学家们已经绘制出化学信号在人类行为谱系中的影响。我们不仅同步我们的生殖周期，我们还可以识别我们的亲属，对他人的压力做出反应，并对他人的情绪做出反应——例如恐惧或悲伤或“今晚不行，亲爱的”——所有这些都是通过检测他们悄悄分泌的化学物质来实现的。随着研究人员对这种人类互动网络的了解越来越多，他们正在帮助弥合人类与自然世界之间人为的界限。
动物王国的化学
关于动物分享看不见的化学线索的非常有趣的想法，至少就其他物种而言，有着悠久而辉煌的历史。古希腊人热情地谈论发情的母狗可能会产生某种神秘的分泌物，能够将公狗驱赶至气喘吁吁的疯狂状态。查尔斯·达尔文指出几种著名的气味浓烈的物种，提出化学信号是性选择过程的一部分。在19世纪末，伟大的法国博物学家让-亨利·法布尔对化学物质的诱人呼唤能够激起有翅昆虫坚定飞行的证据感到困惑。
然而，直到1959年，这门科学才真正开始获得发展势头。在那一年，诺贝尔化学奖得主阿道夫·布特南特分离并分析了一种雌性蚕蛾释放以吸引雄性的化合物。布特南特解剖了这些昆虫，并从它们微小的分泌腺中仔细提取了这种化学物质。他收集了足够的量来结晶它，以便他可以通过X射线晶体学来辨别其分子结构。他将这种化合物称为“bombykol”，以蚕蛾的拉丁名命名。
这是第一个已知的信息素，尽管这个术语当时还不存在。不久之后，布特南特的两位同事，德国生物化学家彼得·卡尔森和瑞士昆虫学家马丁·吕舍尔，用两个希腊词创造了这个名字：pherein（运输）和horman（刺激）。他们将信息素定义为一种小分子，可以在同一物种的个体之间传递化学信息。这些化合物必须以非常微小的量活跃，效力低于有意识的气味阈值。两位研究人员写道，当一个物种中的一个个体释放出来并被另一个个体接收时，它们会产生可测量的效果，“一种特定的反应，例如，一种明确的行为或一个发育过程。”
从那时起，人们在昆虫中发现了惊人数量的信息素——动物交换的最著名和最确定的化学信号分子类别——不仅在蚕蛾中，而且在树皮甲虫、甘蓝夜蛾、白蚁、切叶蚁、蚜虫和蜜蜂中也发现了信息素。根据美国国家科学院2003年的一份报告，昆虫学家“现在已经破译了1600多种昆虫的信息素通讯密码”。信息素的用途远不止吸引配偶：它们引起警报，识别亲属，改变情绪，调整关系。
到1980年代后期，人们还发现信息素会影响包括龙虾、鱼类、藻类、酵母、纤毛虫、细菌等在内的广泛的非昆虫物种。随着这门新的化学通讯科学的兴起——获得了更正式的名称半化学，源自希腊语semion（意思是“信号”）——科学家们将搜索范围扩大到哺乳动物。几乎立刻，他们就遭到了同事的抵制。
印第安纳大学信息素研究所所长米洛斯·诺沃特尼回忆说：“在1970年代和1980年代，如果你说‘哺乳动物信息素’，人们会跳起来反对你。”“他们会说，‘没有这种东西：哺乳动物不像昆虫。它们进化得太高级和复杂了，不会自发地对信息素之类的东西做出反应。’”
但到1980年代中期，诺沃特尼不仅在小鼠中鉴定出一种调节雄性间攻击性的信息素，他还合成了它。这种化合物也在大鼠、仓鼠、兔子和松鼠中得到证实。随着名单的延长，也越来越明显的是，哺乳动物的信息素非常像——如果不是完全相同的话——昆虫中发现的信息素。例如，大多数研究人员引用了已故俄勒冈健康与科学大学生物化学家L.E.L.“贝茨”·拉斯穆森的惊人工作，她在1996年表明，雌性亚洲象分泌的一种性信息素在化学上与100多种蛾类用于类似吸引目的的信息素相同。
麦克林托克在1971年关于月经同步的开创性论文中提出了一个类似的想法。“也许，”她当时写道，“至少有一种雌性信息素会影响其他女性月经周期的时机。”
气味景观
现年63岁的麦克林托克坐在一个阳光充足的小房间里，房间里摆满了文件柜、电脑、成排的带塞子的瓶子和管子以及气味棒——所有这些都散发出淡淡的、略带甜味的化学香气——以及一位名叫大卫·柯恩的黑发研究生。（“所有其他研究生都会踩着我的尸体爬进这个房间，”他说。）麦克林托克的实验室位于芝加哥大学的心理与生物学研究所，她是该研究所的创始主任之一。她穿着一件粗花呢外套，里面是一件颜色鲜艳的图案衬衫，她正在思考一个问题：自从大约四十年前的那一天以来，半化学科学已经走了多远？她说，人类化学通讯的案例已经成立，“我们的目标是着手鉴定化合物。然后我们可以改进我们对它们所起的根本作用的理解。”
这项任务绝非易事。据估计，人体气味来源于约120种化合物。这些化合物中的大多数存在于汗腺产生的水溶性溶液中，或者从腋下、乳头周围和生殖器区域最集中的顶浆分泌腺或毛囊油性轴中的气味腺中释放出来。
费城莫奈尔化学感官中心的约翰·隆德斯特罗姆指出，我们使用研究人员所说的外源性化合物，例如肥皂、除臭剂和香水，使情况变得更加复杂。然而，隆德斯特罗姆惊叹于我们的大脑如何巧妙地梳理这种化学纠缠。他在实验室进行的神经影像学工作发现，与环境中其他地方发现的化学相似分子相比，对已知的人类化学信号的反应速度快20%。隆德斯特罗姆说：“大脑总是知道它什么时候闻到体味。”
这种能力在婴儿期就已经存在。大量的人类研究表明，与动物一样，母亲和婴儿对彼此的气味非常敏感。这种气味知识非常精确，以至于婴儿甚至更喜欢母亲穿过的衣服的汗液化合物接触过的部分（而且只喜欢母亲的）。有趣的是，母乳喂养的婴儿的识别能力比配方奶喂养的婴儿更敏锐。
隆德斯特罗姆说：“我们仍然只是在绘制有影响力的化合物与那些没有影响力的化合物之间的关系图。“我不认为我们正在处理单一化合物，而是在处理一系列不同的化合物，这些化合物在不同的时间可能很重要。”他说，信息素在雷达下运作，它们会影响——但不一定完全控制——许多行为。“如果我们将这些与社会线索进行比较，它们可能不如我们交流的明显方式重要，”隆德斯特罗姆说。但是，他补充说，这种能力可能在我们的进化过程中帮助了生存，使我们彼此之间更加密切。
莱斯大学的心理学家丹尼斯·陈也认为，这种化学警觉性会带来进化优势。在她的研究中，她在个体观看恐怖电影时收集他们的气味样本。纱布垫放在观看者的腋下，以收集在恐惧时刻释放的汗液。稍后，将垫子放在志愿者的鼻孔下。为了比较，陈还收集了人们观看喜剧片或中性电影（如纪录片）时产生的汗液。
她早期的一项实验发现，参与者可以分辨出汗液捐赠者在产生汗液时是恐惧还是快乐。受试者的猜测成功率高于纯粹的偶然性，尤其是对于恐惧引起的汗液。陈随后进行的研究表明，暴露于“恐惧汗液”似乎会增强警报反应——使参与者更容易在他人脸上看到恐惧。这些暴露甚至增强了认知能力：在包含暗示危险的词语的词语联想测试中，闻到恐惧汗液的女性的表现优于暴露于中性汗液的女性。“如果你闻到恐惧，你就能更快地检测到恐惧的词语，”陈解释说。
在一项目前正在印刷中的研究中，她和中国科学院的周文比较了长期伴侣与短期关系中的人的反应。这些结果表明——也许并不令人惊讶——情侣在一起的时间越长，伴侣就越擅长解读汗液中显然编码的恐惧或快乐信息。“我希望人们能从这件事中看到的是，理解嗅觉对于我们理解自己非常重要，”陈说。
并且，越来越多的证据表明，对气味的无意识感知会影响一系列人类行为，从认知到性行为。例如，今年一月，以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的一组科学家在心理学家诺姆·索贝尔的领导下报告说，与闻到盐溶液的男性相比，闻到女性情感眼泪滴的男性突然感到性趣降低。索贝尔发现了对这种明显的化学信号的直接生理反应：男性睾丸激素水平略有但可测量的下降。该信号可能是为了表示生育能力较低而进化出来的，例如在月经期间。更普遍地说，这一发现可能有助于解释人类独特的哭泣行为。
硬科学
现在的主要目标是确定秘密传递信号的关键化学物质，并更多地了解身体如何检测这些信号并对其做出反应。莫奈尔化学家乔治·普雷蒂已经规划了一个研究项目，其中包括通过分析汗液和顶浆分泌物以及研究嗅到这些化学物质的人的激素水平来追踪这些信使。“我们尚未确定携带信息的精确信号，”隆德斯特罗姆同意道。“如果我们想要这项工作有一个坚实的基础，那么这就是下一步需要的。”
麦克林托克也认为这是一个优先事项。近年来，她专注于构建一种更有效的已知化学信号的详细画像，即一种名为雄烯二酮的类固醇化合物。她认为，这种特定的小分子足够有效，可以满足被称为人类信息素的要求：它是一种作为同种化学信号并影响生理和行为的小分子。多年来，包括麦克林托克和隆德斯特罗姆的实验室在内的实验室发现，这种特定化合物对认知显示出可测量的影响，并且它可以改变皮质醇等应激激素的水平，并引起情绪反应的变化。
在最近的一项研究中，麦克林托克和她在伊利诺伊大学芝加哥分校的同事苏玛·雅各布探讨了雄烯二酮影响情绪的倾向。他们将痕量雄烯二酮混合到溶剂丙二醇中，然后用丁香油掩盖任何可能明显的异味。然后，他们将一个研究组暴露于含有该化合物的溶剂中，另一个研究组暴露于普通溶剂中。受试者被要求闻装有其中一种溶剂的纱布垫；他们只被告知他们正在参与嗅觉研究。所有受试者都继续填写一份冗长而乏味的问卷。
总体而言，暴露于雄烯二酮的受试者在整个15到20分钟的测试中保持了明显更愉快的心情。一项后续研究重复了相同的过程，但同时也进行了脑成像。神经影像显示，在那些暴露于化学信号化合物的人中，与注意力、情绪和视觉处理相关的脑区更加活跃。麦克林托克认为这是一种经典的信息素效应，就像她几十年前推测的那样。
即便如此，她和其他研究人员仍然谨慎地谈论“推定的”信息素。人类是复杂的，特定化学物质与行为变化之间的任何因果联系都很难最终证明。事实上，没有人能确定究竟是哪种或哪些化学物质导致了麦克林托克的最初发现，即女性月经周期的同步。即使这种现象本身也被证明有些难以捉摸：它在许多后续研究中得到了证实，但被其他研究驳斥，科学界仍然没有一致接受它。
大部分讨论都集中在究竟同步了什么——也许是排卵时间，也许是周期长度。以色列巴伊兰大学的父子团队伦纳德·韦勒和阿龙·韦勒对1990年代的人类数据进行的一项回顾发现，同步有时会发生，有时不会发生。“如果它存在，”伦纳德·韦勒报告说，“它肯定不是普遍存在的。”
虽然麦克林托克仍然保留着她大学时代的自信，但她同意这种效应比她最初想象的要微妙。但她也认为，批评者往往忽略了更重要的一点：自从她的研究以来，人类之间化学通讯的证据一直在稳步积累。而且，我们的化学信息传递结果证明与人类的所有其他交流形式一样复杂，这并不令人惊讶。
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