研究:蛇的分叉舌头为其带来“立体声”嗅觉

摘要:

据外媒报道,一亿八千万年前,当恐龙在古南美洲潮湿的苏铁森林中步履蹒跚时,原始的蜥蜴在它们脚下匆匆而过却没有引起注意。也许是为了避免被它们巨大的同族动物践踏,这些早期的蜥蜴中的一些在地下寻找避难所。

在那里,它们进化出细长的身体和退化的四肢,以此来适应地表下狭窄的角落和缝隙。没有了光线,它们的视觉消失,但取而代之的是一种特别敏锐的嗅觉。

正是在这一时期,这些原始蛇进化出了它们最具标志性的特征之一--长长的、轻弹的分叉舌头。这些爬行动物最终回到了水面,但直到恐龙灭绝几百万年后它们才演变成各种各样的现代蛇。

古老的谜题

蛇的舌头非常奇特,几个世纪以来一直吸引着博物学家。亚里士多德认为,分叉的舌尖为蛇提供了味觉上的“双重乐趣”--几个世纪后,法国博物学家Bernard Germain de Lacépède也提出了类似的观点,他认为这分叉的舌尖可以更接近即将成为小吃的“美味身体”。

17世纪的天文学家和博物学家Giovanni Battista Hodierna则认为,蛇用舌头“从它们的鼻子里挖出泥土……因为它们总是匍匐在地上。”另一些人则认为,蛇的舌头以惊人的灵活捕捉苍蝇或收集空气以获取食物。

一个最持久的信念是箭一般的舌头是毒刺,这一误解因莎士比亚多次提到“咬人”的毒蛇和蝰蛇而得以延续,“它们的双舌可能会致命地触碰你的……敌人。”

根据法国博物学家和早期进化论Jean-Baptiste Lamarck的说法,蛇有限的视力迫使它们使用分叉的舌头同时去感觉几个物体。Lamarck认为舌头是一种触摸器官,这是19世纪末流行的科学观点。

用舌头闻味道

关于蛇舌真正意义的线索在20世纪初开始出现,当时科学家们将注意力转向位于蛇腭上方、鼻子下方的两个球状器官。被称为雅克布逊器官或犁鼻的器官,每一个都通过上颚上的一个小洞通向口腔。犁鼻器官存在于包括哺乳动物在内的多种陆地动物中,但大多数灵长类动物中没有,所以人类不会感受到它们提供的任何感觉。

科学家们发现犁鼻器实际上是鼻子的一个分支,上面排列着类似的感觉细胞,这些感觉细胞会把脉冲发送到和鼻子一样的大脑区域。他们还发现舌尖携带的微小颗粒最终会进入犁鼻器。这些突破让人们意识到,蛇用舌头收集并运输分子到犁鼻器官--不是在品尝它们,而是嗅它们。

摄于1994年的一组照片证明,在蛇在地面上采集化学物质样本时,当接触地面时它们的舌尖会分开很远。这一动作使他们能同时从两个相距较远的点取样气味分子。

每个尖端会分别传递给自己的犁鼻器官,这样蛇的大脑就能立即评估出哪一边的气味更强烈。蛇有两个舌尖的原因和人们有两个耳朵的原因是一样的,这一技能在追踪潜在猎物或配偶留下的气味痕迹时非常有用。

蛇的表亲--叉舌蜥蜴也做着类似的事情。不过蛇走得更远。

气味漩涡

跟蜥蜴不同的是,当蛇收集空气中的气味分子来闻的时候,它们会快速地上下摆动它们的分叉舌头。为了想象这是如何影响空气运动的,研究人员使用激光聚焦成薄片以此来照亮悬浮在空气中的微小粒子。

研究人员发现,闪烁的蛇舌会产生两对小的、旋转的空气团或叫漩涡,它们就像小风扇一样,把气味从每一边吸进来,然后直接喷射到每个舌尖的路径上。

由于空气中的气味分子很少,所以研究人员们认为蛇独特的抖舌方式可以集中气味分子并加快它们聚集到舌尖上的速度。初步数据还表明,两侧的气流仍足够独立,这使得蛇能从地面气味中获得同样的“立体声”气味。

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