气味丧失

信息素-基因关联引发对鼻腔功能衰退的疑问

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新鲜冲泡的咖啡、腐臭的肉、母亲的气味、令人警觉的烟雾——无论好坏,气味都是一种强大的感官,能够唤起遥远的回忆,引导行为并影响情绪。科学家们长期以来一直怀疑,人类嗅觉体验的巨大多样性至少部分源于遗传,现在一个研究团队已经表明,对特定气味的感知确实可以追溯到个人的基因。除了连接基因和气味之间的点,这些发现还引发了关于人类进化的有趣问题。随着进化时间的推移,我们的功能性嗅觉基因库一直在萎缩——没有人知道为什么。

洛克菲勒大学和杜克大学的科学家们已经证明,男性汗液中分泌的化学物质,对某些人来说闻起来像陈腐的尿液,对另一些人来说闻起来像甜美的鲜花或香草,还有一些人则完全闻不到,这部分取决于他们鼻子中拥有的气味受体变体。研究的汗液化学物质雄烯酮和雄烯二酮是特别性感的味道,因为它们是激素睾酮的降解产物。

“这些化学物质之所以有趣,部分原因是它们与潜在的人类信息素有关,”杜克大学团队的分子遗传学家 Hiroaki Ma­tsu­nami 说道,该团队负责识别和表征受体。雄烯酮是雄猪唾液中分泌的一种信息素,诱导雌猪采取交配姿势,而雄烯二酮可以驱动嗅到它的女性体内应激激素的波动。
洛克菲勒大学的团队成员 Leslie Vosshall 推测,对于人类来说,检测这些化合物可能很有用,“如果你正在寻找睾酮水平最高的男性”。但 Vosshall 表示,在没有更多数据的情况下,不可能知道这些化学物质在人类社会中扮演什么角色(如果有的话)。


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研究人员怀疑,部分由于一种名为 OR7D4 的受体,嗅到这些化合物的能力在过去发挥了更关键的作用。受体基因以不同的形式存在:在研究的 391 名人类参与者中,大多数人拥有两个功能性 OR7D4 基因副本,但相当一部分人至少有一个非功能性副本——这意味着大量无功能的 OR7D4 变体在基因库中游荡。这些明显无用的基因的存在表明,OR7D4 的重要性在人类中已经减弱,即使没有消失。当一个基因的产物不提供进化优势时,突变就会积累,最终该基因会失活。自然选择可能已经放松了对 OR7D4 的控制,使其能够以完整和破碎的形式在人类群体中漂移。
如果是这样,OR7D4 并非孤例。 

西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心的人类生物学主任 Barbara Trask 评论说:“我们长期以来一直在失去功能性嗅觉受体。” 其中一些丧失甚至在人类与其他灵长类动物分化之前就开始了。通过分析不同物种的基因序列,Trask 和其他人发现,与小鼠、大鼠、狗和其他灵长类动物相比,人类的假基因(通过突变产生的失效基因)比例更高,这些假基因遍布我们的嗅觉基因组。没有人知道为什么人类的嗅觉一直在进化之路上走向衰退;最有可能的是,在某个时候,嗅觉对我们的生存和繁殖变得不再那么重要。

一种假设是,视力的提高使人们的依赖从鼻子转移到眼睛。芝加哥大学的 Yoav Gilad 和他的同事们已经表明,功能性嗅觉受体的逐渐退化与人类和其他灵长类动物获得三色(全彩色)视觉同时发生。Gilad 推测,如果视觉取代了嗅觉,那么这种情况可能发生在生活的许多方面,包括觅食、求偶和探测捕食者。

洛克菲勒大学的遗传学家 Andreas Keller 指出,其他理论也试图解释嗅觉的丧失,他与 Vosshall 一起工作。例如,直立行走的进化使我们的头部抬高,减少了花在地面上嗅探食物的时间,Keller 说。Trask 推测,更好的语言交流或更高的智力也可能降低了对嗅觉的依赖。

基因分析表明,香水制造商可能会失望地得知,功能性嗅觉受体的逐渐减少似乎仍在继续。尽管如此,普通人的鼻子仍然可以检测到大约 10,000 种气味。还不错。

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