文｜中国科普博览 苏澄宇

老鼠和猫，就是天生的冤家。如果猫在附近，有的老鼠即使还没看到猫的身影，也会拔腿就跑。

这是为什么呢，难道老鼠能闻出猫的气味？

老鼠有两个嗅觉器官可以闻到东西，一个就是我们所熟知的鼻子，另一个则是犁鼻器（Vomeronasal organ，缩写VNO）。

犁鼻器 图片来源：Wikipedia

Part.1、什么是犁鼻器呢

简单来说，犁鼻器是鼻腔前面的一对盲囊，它上面也有化学感受器，只不过犁鼻器上的化学感受器和鼻子上的化学感受器功能不太一样。普通鼻子是用来闻可挥发性性化学物质的，闻一闻臭不臭，香不香，臭的一般就不能吃了。

而犁鼻器则是用来闻一些不挥发物质的，比如费洛蒙（pheromone）。费洛蒙是一种在同种生物间传递的化学讯息，就是同类用来社交的“语言”。对动物来说，费洛蒙传递了雌性动物是否进入了适合繁衍的发情状态讯息。

蛇的犁鼻器 图片来源：Wikipedia

当然，除了用于交配，费洛蒙还有其他社交功能，这里就不一一介绍了。

对于人类来说，犁鼻器已经高度退化了，只有少数人还有这一器官。不过，即便还拥有这一器官，研究也没有发现犁鼻器的功能有其他动物那么强大。

回到老鼠这一话题，既然犁鼻器可以用来传递同类的化学信息，那它可不可以嗅出猫的化学信息呢？于是科学家做了一个实验，他们将混有猫唾液、大鼠尿液（大鼠是会吃小鼠的）、蛇皮精华液的棉球投入到装有老鼠的笼中，笼中有长着犁鼻器的正常小鼠，也有没了犁鼻器的突变小鼠。

结果，正常的老鼠好像感受到了捕食者一样，马上蜷缩到角落里，而那些突变的老鼠则一点也不害怕。即使把已经麻醉的活大鼠丢到笼子里，结果也一模一样。那些突变的老鼠甚至过于放松警惕，蜷缩在大鼠旁边睡觉。

感受到了危险气息的老鼠蜷缩在一个角落里（图片来源：文献1）

同时，科学家还给老鼠的神经元进行了染色标记，当神经元被激活时，染料就会发光。科学家发现，当有犁鼻器的老鼠感受到棉球里的物质的时候，与犁鼻器相关联的神经元就会被激活。这下，科学家就确定了犁鼻器是可以感受到捕食者，也就是猫的气味了。

被染色的神经元（图片来源：参考文献1）

Part.2、那么具体是什么化学物质让老鼠害怕呢？

科学家将组成捕食者气味的化学物质全分离出来，然后分别混入棉球上，再丢入笼子里，看是哪一个才是让老鼠感到害怕的“恐惧气味”。结果，只有一种物质让老鼠产生了恐惧，一种叫Mups （major urinary proteins）的尿蛋白。

Mups是一种在许多动物尿液或其他分泌物存在的小分子蛋白质，含量很少。如果你的尿检中发现尿蛋白含量过高，就要警惕自己是不是肾脏出问题了。不同的动物体内尿蛋白类型都不太一样，即使亲缘关系较近，比如小鼠和大鼠，它们的尿蛋白种类也不太一样。

小鼠的一个Mups结构（图片来源：wikipedia）

而猫的Mups也不一样。正是因为Mups这种独特性，才让老鼠感知到了猫的存在。所以说，正是老鼠的犁鼻器嗅到了猫的Mups，才会害怕。但到底Mups是如何作用于神经元的，它的机制是怎么样的，这些还是有待研究的。

作为一种警告的信号，Mups蛋白无色无味，并且看不到，从进化的角度来看，是很有用的。如果大老远就能感受到捕食者的气息，对于老鼠来说，其生存能力就得到大大地增强。

原来真的有种味道叫恐惧。

人类的犁鼻器退化了，不能闻到危险的信号了，但人类的视觉却比老鼠强很多，现在人类已经进化成非常依赖视觉的动物了。

参考文献：

1.Papes, F., Logan, D. W., & Stowers, L. (2010). The Vomeronasal Organ Mediates Interspecies Defensive Behaviors through Detection of Protein Pheromone Homologs. Cell, 141(4), 692–703. doi:10.1016/j.cell.2010.03.037

https://en.wikipedia.org/wiki/Vomeronasal_organ

出品：科普中国

制作：苏澄宇

监制：中国科学院计算机网络信息中心

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