氣味喪失

資訊素-基因關聯引發對鼻腔功能衰退的疑問

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新鮮沖泡的咖啡、腐臭的肉、母親的氣味、令人警覺的煙霧——無論好壞,氣味都是一種強大的感官,能夠喚起遙遠的回憶,引導行為並影響情緒。科學家們長期以來一直懷疑,人類嗅覺體驗的巨大多樣性至少部分源於遺傳,現在一個研究團隊已經表明,對特定氣味的感知確實可以追溯到個人的基因。除了連線基因和氣味之間的點,這些發現還引發了關於人類進化的有趣問題。隨著進化時間的推移,我們的功能性嗅覺基因庫一直在萎縮——沒有人知道為什麼。

洛克菲勒大學和杜克大學的科學家們已經證明,男性汗液中分泌的化學物質,對某些人來說聞起來像陳腐的尿液,對另一些人來說聞起來像甜美的鮮花或香草,還有一些人則完全聞不到,這部分取決於他們鼻子中擁有的氣味受體變體。研究的汗液化學物質雄烯酮和雄烯二酮是特別性感的味道,因為它們是激素睪酮的降解產物。

“這些化學物質之所以有趣,部分原因是它們與潛在的人類資訊素有關,”杜克大學團隊的分子遺傳學家 Hiroaki Ma­tsu­nami 說道,該團隊負責識別和表徵受體。雄烯酮是雄豬唾液中分泌的一種資訊素,誘導雌豬採取交配姿勢,而雄烯二酮可以驅動嗅到它的女性體內應激激素的波動。
洛克菲勒大學的團隊成員 Leslie Vosshall 推測,對於人類來說,檢測這些化合物可能很有用,“如果你正在尋找睪酮水平最高的男性”。但 Vosshall 表示,在沒有更多資料的情況下,不可能知道這些化學物質在人類社會中扮演什麼角色(如果有的話)。


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研究人員懷疑,部分由於一種名為 OR7D4 的受體,嗅到這些化合物的能力在過去發揮了更關鍵的作用。受體基因以不同的形式存在:在研究的 391 名人類參與者中,大多數人擁有兩個功能性 OR7D4 基因副本,但相當一部分人至少有一個非功能性副本——這意味著大量無功能的 OR7D4 變體在基因庫中游蕩。這些明顯無用的基因的存在表明,OR7D4 的重要性在人類中已經減弱,即使沒有消失。當一個基因的產物不提供進化優勢時,突變就會積累,最終該基因會失活。自然選擇可能已經放鬆了對 OR7D4 的控制,使其能夠以完整和破碎的形式在人類群體中漂移。
如果是這樣,OR7D4 並非孤例。 

西雅圖弗雷德·哈欽森癌症研究中心的人類生物學主任 Barbara Trask 評論說:“我們長期以來一直在失去功能性嗅覺受體。” 其中一些喪失甚至在人類與其他靈長類動物分化之前就開始了。透過分析不同物種的基因序列,Trask 和其他人發現,與小鼠、大鼠、狗和其他靈長類動物相比,人類的假基因(透過突變產生的失效基因)比例更高,這些假基因遍佈我們的嗅覺基因組。沒有人知道為什麼人類的嗅覺一直在進化之路上走向衰退;最有可能的是,在某個時候,嗅覺對我們的生存和繁殖變得不再那麼重要。

一種假設是,視力的提高使人們的依賴從鼻子轉移到眼睛。芝加哥大學的 Yoav Gilad 和他的同事們已經表明,功能性嗅覺受體的逐漸退化與人類和其他靈長類動物獲得三色(全綵色)視覺同時發生。Gilad 推測,如果視覺取代了嗅覺,那麼這種情況可能發生在生活的許多方面,包括覓食、求偶和探測捕食者。

洛克菲勒大學的遺傳學家 Andreas Keller 指出,其他理論也試圖解釋嗅覺的喪失,他與 Vosshall 一起工作。例如,直立行走的進化使我們的頭部抬高,減少了花在地面上嗅探食物的時間,Keller 說。Trask 推測,更好的語言交流或更高的智力也可能降低了對嗅覺的依賴。

基因分析表明,香水製造商可能會失望地得知,功能性嗅覺受體的逐漸減少似乎仍在繼續。儘管如此,普通人的鼻子仍然可以檢測到大約 10,000 種氣味。還不錯。

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