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原标题:其实是母鸡的,论文故事

浏览次数:110 时间:2019-10-03

因为小鸡会从鸡蛋中孵出,所以食用鸡蛋就是吃荤吗?诚然,鸡蛋确实是动物性的食品,它也确实含有母鸡排出的生殖细胞。但是,事实上我们买到的鸡蛋一般是未受精的蛋,所以,你吃下的其实并非一个未来的小生命——而是母鸡的“月经”。(听起来有点恶心,不过看完下文,你就能明白了。)

一位中国作家杜虹选择了冷冻自己的遗体,这让人体冷冻这个话题又火了。

握手之后,人们会做什么?对这个问题,以色列威兹曼科学研究所进行的一项研究给出了意想不到的答案——在握手之后,人们可能会下意识地闻闻自己手上的气味,这或许是一种个体之间化学信号交流的潜在途径。这项研究成果近日发表在开放期刊eLife上[1]。对此,果壳网科学人对该论文的第一作者伊丹•福鲁明(Idan Frumin)进行了采访。

在自然界中,禽类生出未受精蛋的现象比较少见,这是因为它们会及时找到雄性来交配,使卵细胞受精,保证种族的繁衍。而在现代公鸡和母鸡分栏饲养的蛋鸡场中,人们每天收获的鸡蛋都是未经雄性授精就产出的蛋。那么这些母鸡为什么还要不惜浪费营养物质和钙质,坚持不懈地将一个个卵细胞转化为蛋呢?其实这件事母鸡自己也当不了家,因为一个卵细胞形成“鸡蛋黄”之后,就连母鸡自己也无法保证它是否能够受精。

把人冻起来,等到未来再复苏,这个想法至少能追溯到1931年的科幻小说。今天,这个想法看起来几乎要实现了:已经有许多家公司在提供商业冷冻服务,杜虹选择的Alcor就是其中最著名的一家之一——这家公司收取20万美元进行全身保存,8万美元进行头部保存,将躯体部分冷冻在零下196度的液氮中,期待未来的医学进展能够让人复苏。

指尖的化学信号

社会性化学信号在哺乳动物的社交行为当中扮演着重要的角色,互相闻嗅对于很多动物来说都是再平常不过的见面礼。不过,在人类当中,化学信号交流究竟以何种方式呈现、起到了什么样的作用,这方面还有很多谜团有待解决。

“我们在平日里观察到,实验室的访客经常会在握手之后行‘嗅手大礼’,这也是本项实验的灵感来源。” 福鲁明告诉果壳网。为了验证附着于人类皮肤表面的一些化学信号分子是否能够通过握手传递,研究者带上手术用橡胶手套,与10名志愿者进行握手,随后通过气相色谱质谱(gas-chromatography mass-spectrometry)对手套上残存的物质进行检测,并在其中发现了角鲨烯(squalene)、棕榈酸(hexadecanoic acid)和香叶基丙酮(geranyl acetone)等成分,这些物质是多种动物实验中经常可见的化学信号分子。尽管不能肯定这三种分子一定参与了人类的化学信号活动,但这一结果依旧说明,通过单纯的握手来交换信号分子确实是可行的。

图片 1握手伴随着多种化学物质的传递。图片来自原论文

鸡蛋的形成:受不受精都一样

和人一样,母鸡生来就有两枚卵巢,但是在生长过程中右侧那枚会逐渐退化,其原因通常被认为是方便产下较大的硬壳卵。想象一个布满大小卵泡的卵巢,那些卵泡就像一串葡萄那样生长,那里面最多可包含4000个初级卵母细胞,每一个都有潜力形成一枚蛋黄。卵黄物质慢慢在卵母细胞周围沉积,一层层地将卵母细胞包裹起来,就像一颗葡萄慢慢变得丰满多汁。在排卵前约2小时,初级卵母细胞要进行一次分裂,产生一个极体和一个次级卵母细胞。(初级卵母细胞分裂时,是不均等分裂,大的叫次级卵母细胞,小的就叫第一极体。)然后,受到激素和神经信号的作用,卵泡平滑肌收缩破裂,并将这个充满卵黄的次级卵母细胞排出,使其进入输卵管。

图片 2

母鸡的生殖系统,图片来自谣言粉碎机: 斑点脱落就是假鹌鹑蛋吗?

此时,如果有公鸡事先和母鸡交配,那么卵黄将下行至输卵管的漏斗部与上行的公鸡精子结合,完成第二次成熟分裂,形成受精卵和第二极体。受精卵继续下行,在输卵管的膨大部被浓蛋白和稀蛋白包裹,形成我们所说的蛋清。接着,它离开膨大部进入峡部,形成内外蛋壳膜。下一个目的地是子宫,子宫液的渗入使蛋的重量增加,形状变圆。接着,钙质被沉积到蛋壳膜上,形成蛋壳,并在蛋壳外面敷上薄薄的角质层保护膜。至此,一个完整的鸡蛋终于宣告完工。 而没有经过受精的卵母细胞,也不会在输卵管内被销毁。对下游的“生产线”来说,它和受精蛋是无差别的刺激物,也要被包装成完整的鸡蛋,这类似于所谓的“蚌病生珠”。因此,当孩子再偷拿冰箱里的鸡蛋塞到肚子下面试图孵出小鸡的时候,记得要用这个道理说服他。

不过,极少数的未受精蛋也可能会发育成一只小公鸡——其关键过程是卵细胞仅存的一条性染色体Z复制为完整的雄性染色体ZZ(雌性染色体则为ZW),但那属于极其特殊的孤雌生殖现象。 (也就是说,我们吃进去的也有极小的可能是未来的小公鸡哦。)

图片 3Futurama的主人公就是不小心踏进了一个冷冻舱而来到了未来世界。图片来源:Futurama截图

嗅手——不经意间的“信号采集”

接下来则是关键的一步。研究人员将志愿者们分别领进一个小房间,请他/她在其中独自等待实验开始。大约3分钟后,一位实验主试走进来与志愿者打招呼,并再次让志愿者单独等待3分钟。与此同时,房间内的一个隐藏摄像头会记录下志愿者在整个过程中的行为表现。根据主试的性别与打招呼的方式,志愿者们被分成了4组:①主试为同性且握手;②主试为异性且握手;③主试为同性且没有握手;④主试为异性且没有握手。

在对这四组实验视频进行观察分析之后,研究者们发现了一些有趣的结果。首先,视频显示,55.55%的志愿者在与主试打招呼前1分钟内,至少用手触碰过一次鼻子附近的区域(该区域定义为眉毛以下及下巴以上),平均触摸时间达到了17秒。

图片 4研究者将面部区域划分为17块,并统计了各区域被手触碰次数的比例。图中越红的地方说明被触碰得越多。可以看到,最红的部分位于鼻子及鼻子以下。图片来自原论文

那么,当被试把手放在鼻子附近时,他们是不是真的“采集”了气味信号呢?为了进一步验证,研究者在另外33名被试中测量了鼻部气流的变化。测量结果表明,当他们的手位于鼻子附近时,鼻腔气流几乎增加了一倍。这也就是说,在自然状态下,人类很有可能就会以频繁嗅手的方式来采集自己手上的化学信号分子。

被试在嗅手的同时,鼻腔气流也随之增强。视频来自原论文网站

这种现象看起来有些奇怪,相信大多数人也都不会承认自己有嗅手的习惯。对此,福鲁明表示:“的确,嗅手是一种潜意识的行为,许多被试在观看过自己的视频后才相信了我们得出的结果。人类很有可能无时无刻地在对周边环境进行气味采样,尽管我们并未对之加以注意。”

此外,实验结果也显示,在握手之后,人们嗅手的行为模式发生了一些改变。主试的性别对这一结果有显著的影响:当主试与志愿者为同一性别时,志愿者用右手(用于握手的手)触碰面部的时间在握手后显著上升;而当主试为异性时,志愿者用左手(不用于握手的手)触碰面部的时间在握手后变长,而右手的触碰时间反而下降。也就是说,人们在与同性握手后会更倾向于关注外来的信号分子,而与异性握手后,他们则更多地选择对自己身上的化学信号进行采样。

不过,研究者也强调,这一结果并不意味着人类对来自异性的信号分子不感兴趣。“过去研究已经发现了不少同性间的化学信号现象,因此以上结果并非完全出人意料。”福鲁明告诉果壳网,“在其他场景下可能会出现完全不一样的性别作用,握手双方的社会地位差异或彼此之间的吸引程度都会对其产生影响。因此,此处结论的重点应该是人类对信号分子的采集行为会在握手前后发生改变。”

拿走一个,就再生一个!

斑鸠、鸽子、家燕等禽类每窝只能产出固定数目的蛋,然后开始孵化。而鸡形目(如鸡、鹌鹑)、雁形目(如鸭、雁)等种类的鸟,在窝中的蛋被移走一部分时,会在孵化之前向巢内补产一些,以达到正常的数目。这种生物学习性叫做不定数产卵(indeterminate layer),它们的排卵活动长时间处于兴奋状态。蛋用家鸡、家鸭就是利用这个习性培育出来的——只要及时取走鸡蛋,维持窝内的卵数不足的状态就可以了。

所以说,如果你抓到一只不定数产卵的野生禽类——比如啄木鸟——精心地养在家里,每天拿走它的一只蛋,它也会像家鸡那样一只接一只地继续生蛋呢!

在现代蛋鸡饲养中,人们也会利用育种技术、饲养管理等手段来提高母鸡的产蛋能力和蛋的品质。优秀的蛋鸡都是由父母代生下的商品种蛋中孵出来的,只有这些鸡能够享受自然交配,一般在母鸡达到25周龄或它的蛋重达到50克时,开始留种蛋,用来孵化能产蛋的小母鸡或育种用鸡。这也正是蛋禽业中受精蛋的用途。

单从冷冻的这头来说,看起来已经很像样了。遵循法律,冷冻只能在当事人死亡后开始——但冷冻支持者通常会指出,死亡只是一个法律的硬性规定,并无明确的生理界限,在法定死亡时躯体依然拥有相当的完整性。理想情况下,在心脏停跳后几分钟内死者就会接受保存剂注射,替换掉体内相当一部分水分,这样在随后的冷冻过程中,细胞内部就会发生“玻璃化”过程,不会结冰,因而也就能保存许多结构完整性。如果一切顺利,未来的技术进展就能利用这些资源重建一个人。

信号分子如何影响嗅手举动?

为了进一步探索性别差异,研究者设计了另外一组实验。这一回,所有的志愿者与主试都为女性。这些志愿者被分为四组:在第一组当中,主试在与志愿者握手时会悄悄喷洒一种雄甾二烯酮溶液(这种物质被认为是一种可能的男性化学信号分子);在第二组中,喷洒的溶液成分换成了雌甾四烯(这是一种可能的女性化学信号分子);而在第三组中,主试的身上喷洒的是一种没有明显性别特征的香水;第四组为空白对照组,不进行任何气味处理。在握手前后,研究者依然通过录像记录了被试的一举一动。

这个实验的结果表明,与对照组及香水组相比,志愿者在与主试接触后,雄性和雌性化学信号分子均能引起左手(不用于握手的手)触碰脸部时间的增长,以及右手触碰时间的下降。很多被试并没有察觉到明显的气味变化,但她们的行为依然受到了影响。由此看来,周边的化学信号分子改变的确会影响人们的嗅手行为。然而,研究者在这项实验中并没有发现雄性和雌性信号分子之间的差异。由此看来,这方面还需要进行更多研究。

图片 5研究者利用一个连接在手腕上的特殊装置释放信号分子,因此可以在不影响手部皮肤表面附着物的情况下改变人体周边的嗅觉环境。图片由论文作者提供。

化学信号的交流在动物当中具有悠久的演化历史,而相比之下,握手行为的出现时间却要晚很多,那么,人们又是如何将二者联系起来的呢?对此,福鲁明认为,因为与其他哺乳动物不同,人类能够获取同伴化学信号的渠道要少很多,因此,握手作为一种适应于人类社会的行为很有可能在长年的演化中脱颖而出,成为我们“采集信号”的手段。

目前,人类的化学信号交流现象仍存在诸多争议(例如,同性之间的化学信号交流是否真的会造成女性月经同步,这一点现在还没有定论。更多阅读:月经会传染吗?),握手与化学信号交流的关系也还需要更多研究来验证。不过,这项研究成果依然为我们提供了一个全新的思路,它提示我们,化学信号和气味的交流可能就隐藏在平时很少会被注意到的日常行为当中。(编辑:窗敲雨)

参考资料:

  1. A social chemosignaling function for human handshaking​ 

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