本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
许多动物利用化学线索来躲避危险。例如，老鼠会闻到猫尿的气味就逃跑。但是，有一种特殊的化学恐惧信号现象已经困扰科学家们70年了；那就是鱼群释放的Schreckstoff（惊恐物质）。
对于某些鱼类来说，当捕食者猛扑过来并伤害鱼群中的一条鱼时，其余的鱼会惊恐地逃开。我们已经知道这一点。1938年，奥地利动物行为学家卡尔·冯·弗里希声称，这种行为的根源是一种化学警报信号，他称之为“Schreckstoff”，在德语中意为“可怕的东西”。自从冯·弗里希的开创性工作以来，超过100项关于Schreckstoff的已发表研究表明，某些鱼类的皮肤细胞中存在某种物质，当鱼受伤时释放出来，导致其他鱼类散开。我们也知道这一点。
这让科学家们感到困惑，因为任何动物进化出释放这种化学警报似乎都很奇怪。其他的鱼并非因为血液或任何明显的死亡信号而逃跑，那么它们到底在害怕什么呢？如果它不是死亡的信号，而是像许多科学家所认为的那样是危险的信号，那么这对垂死的鱼有什么好处呢？你看，尽管我们喜欢利他主义的想法，但它在自然界中并不常见——至少不是纯粹的形式。从进化角度来看，纯粹为了他人而做某事对个体几乎没有好处。因此，为了解释这种利他主义信号，人们提出了各种各样的假设——也许警报是为了保护近亲，或者，某种程度上，这种化学物质实际上吸引了潜在捕食者的捕食者，从而使受伤的鱼有机会逃脱。尽管经过多年的实验室研究，但似乎没有任何假设能够解释Schreckstoff的存在。此外，尽管一些科学家提出了潜在的化合物，但Schreckstoff到底是什么仍然是个谜。
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现在，一个来自新加坡的团队已经确定，这种难以捉摸的Schreckstoff与我们用来改善关节和治疗骨质疏松症的同一种化合物相同：硫酸软骨素。
硫酸软骨素是一种特殊的糖链，它是鱼类皮肤的主要成分，就像它是我们软骨的主要成分一样。研究团队使用斑马鱼（一种常见的实验室生物）发现，来自斑马鱼组织的软骨素导致其他鱼类转身逃跑。他们甚至从鲨鱼皮中提取了软骨素——就是我们作为补充剂服用的那种——并发现斑马鱼对此感到恐惧。当软骨素首先被酶分解时，鱼类也更加害怕。该团队假设，当鱼受伤时，伤口释放的酶将硫酸软骨素分解成较小的糖块，这些碎片以及受伤细胞释放的较大软骨素分子，就是作为化学警报信号的气味。
这项发现最棒的部分在于，它解决了科学家们对Schreckstoff存在进化的疑问。在垂死时产生恐惧信号的负担是没有意义的，除非该信号是鱼已经出于其他原因产生的，并且仅在受伤时释放——类似于有些人害怕血腥味。这样，进化的动力就不是鱼类产生Schreckstoff来发出警报，而是其他个体检测到危险或死亡的迹象来保全自己。
事情是这样的：在进化的某个时期，对Schreckstoff敏感的鱼类是第一批在面对危险时逃跑的鱼类，因此更可能生存下来。随着时间的推移，这将导致整个Schreckstoff敏感型鱼类谱系的出现。由于软骨素是出于其他原因已知的鱼类皮肤成分，但除非皮肤破裂，否则不会释放到水中，因此它非常符合这种进化情景。
由于幼年斑马鱼是透明的，研究人员还能够专门检查斑马鱼大脑的哪些部分被软骨素碎片激活。他们发现，大脑中一个称为背内侧后部的特殊部分负责恐惧反应。关于这块脑物质特别有趣的是，它充满了被称为隐窝细胞的一组神经元，这些神经元没有其他已知的功能。科学家们一直在试图揭示这些奇怪的神经元的作用，而这项新发现可能掌握了关键。共同作者苏雷什·杰苏塔桑认为，这些细胞是一个特殊大脑回路的一部分，该回路调节鱼类的先天恐惧反应。
这些发表在《Current Biology》上的新发现，共同构成了科学家们几十年来一直试图拼凑的Schreckstoff谜题的碎片。当然，仍然有一些问题需要解答——例如，某些物种如何只对同类物种的伤害做出反应，而不是对其他物种的伤害做出反应？——但是这项新研究为理解鱼类的恐惧反应提供了宝贵的见解，并可能为我们理解恐惧如何在动物大脑中产生和处理打开了新的大门。
文章链接：Mathuru et al., 硫酸软骨素碎片是引发鱼类恐惧行为的气味剂，《Current Biology》（2012），doi:10.1016/j.cub.2012.01.06
这是研究人员拍摄的恐惧反应视频