出品:科普中國
製作:蘇澄宇
監製:中國科學院計算機網路資訊中心
首先,請大家回答兩個問題:鳥的鼻子在哪兒?有什麼用處嗎?
被小瞧的“鳥鼻子”
幾乎沒人會覺得鳥鼻子厲害,甚至覺得它沒啥用。
大家之所以會忽視鳥的嗅覺,可能是因為鳥沒有像人那樣“真正的鼻子”——一個臉部凸起的器官。鳥的鼻子就是它喙上的兩個孔,看起來就像嘴巴的附屬物。
另外,鳥有著卓越的視覺能力,鷹能從高空中尋找到獵物就是一個典型例子。這很容易讓人誤以為視力超群的它們,不需要太敏銳的嗅覺。
其實鳥的大腦中也有嗅球(下圖藍色部分)。大腦不同的分割槽作用不同,比如視覺皮層負責處理視覺資訊,聽覺皮層負責處理聽覺資訊,而嗅球就是專門負責處理嗅覺資訊。此外,鳥的嗅球體積相對大腦來說並不算小,這從側面說明鳥的嗅覺可能也是很不錯的。
當然,這也只是一個推論而已,鳥的嗅覺好不好還得用研究來說明。
白鸛:割草味兒是我們的乾飯訊號
馬丁·威克斯基(Martin Wikelski)是馬克斯·普朗克動物行為研究所所長,他花了多年時間去觀察康斯坦斯湖周圍的白鸛。在此期間,他經常觀察到這麼一個場景:當地農民割草的時候,拖拉機旁邊經常會突然冒出幾隻白鸛。
白鸛當然不是無緣無故出現在那裡,而是為了找吃的。高高的草被拖拉機割掉的時候,一些小動物,比如蝸牛、青蛙和老鼠就失去了藏身之地,暴露在白鸛的視野範圍內,它們很容易成為白鸛的囊中之物。
看到如此場景,學過化學的威克斯基有了一個想法:是不是割草時候產生的揮發性有機物被白鸛的嗅覺捕捉,所以吸引了白鸛過來?
割草的時候,植物受傷的地方會釋出一種綠葉揮發物(GLVs),GLVs含多種氣味獨特的醛類及醇類,混在一起後,就成了我們熟悉的“割草味”。
為了驗證這個想法,威克斯基的團隊租了一架小型飛機,春季和初夏的晴天,駕駛飛機跟隨白鸛飛行,觀察伯林根村莊的䴉群動向。
為驗證白鸛是“尋味而來”,威克斯基團隊首先得排除掉白鸛視覺和聽覺的影響,證明白鸛不是因為看到拖拉機或是聽到拖拉機的轟鳴聲而來。
他們每次跟隨白鸛在800-1200米的高空飛行,確保在白鸛發現割草地點的時候,視覺上是被樹木或地形阻礙的,即看不到割草地。在聽覺上,他們根據現有的研究結果,白鸛能聽到的聲音訊率範圍在0.5-15kHz區間,在最小4db響度的範圍內,它們能聽到600米內的聲音。也就是說,如果白鸛在600米外飛往割草地的話,就能說明它們並不是因為聽到割草機的聲音,而是因為收到了其他的訊號才過來的(實際測試中,科學家用儀器在300米外就已經檢測不到拖拉機的聲響了)。
最終觀察結果驗證了白鸛是靠著敏銳的嗅覺飛來的。
25千米外的香味都能聞到?乾飯人yyds!
在自然狀態下觀察到的白鸛的行為,得到的可能有點主觀,但這個過程是有必要的。為了進一步驗證白鸛是靠聞割草味飛過去的,科學家又做了兩個實驗。
第一個實驗,把剛割好的一卡車嫩草撒在一片兩週前就割好的地上(這裡的小動物早在兩週前就溜了),觀察白鸛還會不會飛過來。結果3只白鸛撲稜撲稜就過來了,大約10分鐘後才意識到被騙了,草裡沒有食物,又撲稜撲稜地飛走了。
第二個實驗,把帶有割草味的人工合成混合物撒到幾片長草的地方,觀察在這片瀰漫著割草味的草地上,會不會有白鸛上當,飛來覓食。結果沒過多久,還真有9只白鸛從0.5-1.2公里範圍內聞味趕來,而且這9只的起飛位置剛好就是撒混合物地點的下風口。
△白鸛起飛靠近噴灑了割草味混合物的地圖展示,藍色區域為灑水的位置,綠色是割草味的位置(作為對比),黃色箭頭是白鸛的飛行方向及距離。(圖片來源:文獻4)
沒有一隻飛往撒水的位置,都飛到了割草味的地方 (圖片來源:文獻4)
這個結果出乎許多人的預料,因為大多數人都以為白鸛找食物是靠眼睛,而研究結果則表明,鼻子才是它們真正尋找食物的主要器官。
不僅如此,白鸛的鼻子還非常靈敏,甚至可以跟“狗鼻子”比一比。
在合適條件下(風向和氣味型別),狗狗最遠能嗅到20公里遠的味道。而在威克斯基的白鸛嗅覺研究過程中,他觀察到有白鸛從康斯坦斯湖的另一邊尋覓了長達25公里的路程,翩翩而來。20公里對比25公里,孰強孰弱,一看就知道。
雖說威克斯基的研究物件僅有白鸛這一種鳥類,但對推測其他鳥類嗅覺在覓食中發揮的功用意義重大。當然,除白鸛外,他還經常看到禿鷹、紅鳶這些猛禽在割過的草地上空盤旋,“垂涎三尺”。很明顯,它們也是“聞味而來”。
現在啊,要形容嗅覺靈敏,“狗鼻子”已經“過時”了,“鳥鼻子”才是yyds!
參考:
- https://www.zhihu.com/question/63663744/answer/212585121
- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnana.2015.00102/full
- https://www.zhihu.com/question/60617582
- https://sciences.adelaide.edu.au/news/list/2020/06/09/how-far-away-can-dogs-smell-and-hear