浅谈味觉仿生

浅谈味觉仿生

嗅觉和味觉是十分相似的两种感觉，有时要把它们区别开来都很困难。对鱼类来说，与这些感觉相关的器官在身体上分布得比较散。鼻子总是在头的正面，而味觉感觉器（味蕾）在鱼嘴内外都有。认为鱼类的味蕾完全在嘴里面的这种说法是值得怀疑的。一般它可能分布在嘴唇的皮肤上或体表及头上，甚至鳍上。

触须与味觉器

某些鱼类具有特殊的味觉器官，如触须、触角等，就像是延长的舌头一样，当这些须状物触及物体的同时，味觉随即参与鉴别。可见触须上的触觉感受器对味觉灵敏性的增强起着一定的作用，但对某些生活在泥水或黑暗环境中的鱼类来说，其味觉器官几乎和嗅觉器官一样有效。

圆头鲶鱼在寻找食物时，如果被食对象是朝着它的方向游来，即使距离还较远，也只需通过味觉器官就能发现。倘若嗅神经损伤，这种能力一点也不会减弱，但如果损伤味觉神经，发现食物的本领就立即丧失了。在不带味儿的水流中来回游弋的鱼类，往往用触须能使它在黑暗和混浊的水中检测食物。鲶鱼也同样装备着味觉器官。

很可能这些外部味蕾的功能仅仅是检测食物，它既不能识别这食物是什么种类，也不能辨别各种食物的差别。这些鱼在嘴里、喉头和鳃腔中有许多其他的味蕾，它似乎可控制鱼不吃那些虽已找到但滋味不佳的食物。还有一些鱼可以用触须上的味蕾区别不同的食物，而圆头鲨之类的鱼嘴里是没有味蕾的。

淡水鱼和海水鱼相比，这些内部味蕾多在鳃腔里，它们沿着鳃的前沿排列，当水通过鳃腔的同时，即流过味蕾，这样味蕾就与已到嘴里的食物挨得很紧。这些味蕾大小的变化是很显著的，当鱼生长时，味蕾也就变大。

至于对蛇的分叉舌头的作用说法更多。在美国西部的许多影片中，总有印第安人对白人说，不要“用分叉的舌头”讲话。显然，印第安人把分叉的舌头与自相矛盾、撒谎或叛逆联系起来了。有毒的爬虫类和许多确实有分叉舌头的其他动物看起来也是很刁滑的，因此有人经常错误地对舌头加上“危险的”这个形容词，他们一直以为，蛇是用分叉的舌头释放毒液。

像自然界其他所有事物一样，分叉的舌头也有一定的作用，即探测空气中的味道。尤其是在夜间，它很可能是极有用的器官之一。当蛇需探测空气中的气味时，舌头就先轻轻地弹出来。

蛇的锄鼻器

由于分叉的舌头有弹出口腔的习性，因此引起了上述的这种说法。其实当舌头攫取了空气中的化学颗粒后，就迅速地缩回到口腔顶部的一对洼陷之中，这对洼陷就叫锄鼻器。锄鼻器的洼陷通到由许多感觉细胞排成的小腔。这些细胞与鼻腔中的细胞相似，并且通过嗅神经的大量分支与脑联系。它们是高度敏感的嗅觉区，只要空气中所含的少量化学分子通过这里，就可以辨别出这些分子是什么物质。这些细胞使许多蛇类具有惊人的追踪能力，甚至远远超过了狗，也许还超过了其他的动物。这种追踪能力对在黑暗中咬住捕获物的爬虫类来说是非常重要的，因为这种捕获物多数是先被蛇咬伤，后又挣扎逃脱，但由于蛇毒发作最终还是死亡的动物。要是这种动物藏在某个遥远而隐蔽的地方，蛇用别的方法永远也找不到它，正因为有了锄鼻器的追踪作用，才能重新将它们逮出来。

对某些蛇来说，这个稀有器官的作用似乎用上述的解释是合理的，但对那些用缠捆方式掠捕动物的蛇，或者也有锄鼻器的蜥蜴来说，这个解释就不怎么合适了。所以有人提出，尽管有些实验给我们的印象是，这个器官只获得气味分子，其实它的主要功能是通过嗅觉来分辨食物。味觉和嗅觉是如此相似，甚至我们还可以说，锄鼻器是一个高度敏感的味觉区，它能极灵敏地识别最轻微的痕迹，而丝毫不会降低鼻子的作用。

当一只动物（如青蛙或老鼠）通过草地时，它就会在接触过的地方留下从皮肤上散发的气味分子。这些分子漂浮在空气中，就被蛇经常伸出的舌头送到锄鼻器里。这样，蛇的感觉器官效能要比单独使用鼻子时大得多，由于增强了感觉器官的效力，动物就可以应用它来识别异性。盲蛇也将互相求偶，但是，如果鼻子和锄鼻器遭到破坏，这种活动就再也没有了。

一切感觉器官都需要某种润滑剂来保持其良好的功能；鼻子、耳朵、眼睛、舌头全都如此，锄鼻器也不例外。特别有趣的是，蛇和蜥蜴的这个器官是由润滑眼睛的腺体来承担这一任务的，高等动物润滑眼睛的腺体是一种产生眼泪的器官，然而蛇的这个腺体却有小管道通到锄鼻器。

锄鼻器并不是最近的新发现，在早已绝灭的爬虫类化石中，曾发现有保护此器官的小骨，看来也只有爬虫类还保留着这种器官的功能。大型爬虫类不仅有分叉的舌头，还具有这种器官，如与澳洲大蜥蜴有亲缘关系的、长达6米的巨古蜥蜴就已经有锄鼻器了。这种器官不仅在一些高等哺乳动物的胚胎中可以看到（在出生前就消失了），而在一些现代哺乳动物的嘴里也偶尔能看到这种痕迹，特别是在老鼠和豚鼠身上。锄鼻器的生长认为是和夜间生活有联系的，因为此时眼睛发挥不了什么作用。龟没有锄鼻器，它除了产卵以外，在夜间从无明显的活动。但鳄鱼是夜间动物，它却没有锄鼻器。因此有人认为：在水中这种器官没有什么用处，所以早在它祖先时就已退化了。可是海蛇却还保留着这种器官，从表面上看，其功能和陆地蛇一样，但它从不爬上岸来。

蛇在蜕皮时，显得非常迟钝。很多人认为这是由于蜕下来的皮遮盖了眼睛，使眼睛变得不透明了，此时蛇就难以视物。但还有一种看法是，蛇的舌头也被蜕下来的皮遮盖了，使它正处在蜕变和发硬的状态之中，这样蛇就处于双重不利的地位。毫无疑问，这时舌头为锄鼻器收集气味分子的本领就极其小了。因而正在蜕皮的蛇在夜间也很少活动。

在显微镜下观察时，我们可以发现，锄鼻器是由类似鼻膜那样的一层灵敏膜所覆盖，并被眼腺分泌物润滑，就像所有动物的口腔唾液腺湿润一样。润滑锄鼻器的分泌物很可能增加了毒蛇口腔的湿润度，而这些毒蛇的唾液腺早已演化成毒腺了。

锄鼻器的功能和蛇的捕食有着密切的关系，因为实验已经表明，从来没有吃过东西的刚出生的小蛇，面对着浸泡在水中小动物的皮肤，也会吐出舌头，并采取进攻的姿势。刚出生的蛇在黑暗中一开始就能正确地检测或搜寻出它所喜爱的食物。成年蛇对各种捕获物的这种攻击行为更加明显。