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动物的超级感官——嗅觉

萌宠菠菠乐园
2024-09-07 00:15

嗅探犬能够从毒品探测到癌症，而且很多动物的嗅觉都比人类更加灵敏。有些动物的嗅探距离很远，黑熊就可以闻到20英里外的气味。

　　熊被认为是地球上嗅觉最灵敏的动物之一，比狗或其他的一些哺乳动物的嗅觉还要灵敏。狗的平均嗅觉是人类的100倍，寻血猎犬比人类的嗅觉强300倍。熊的嗅觉比寻血猎犬还要强7倍，比人类的嗅觉强2100倍。熊的鼻子内有上百块肌肉，它们可以灵活地操纵这些肌肉，其鼻子的内表面积和感受器的数量是人类的数百倍。熊的大脑中控制嗅觉的区域，被称为“嗅球”，尽管熊脑的大小只有人类的三分之一，但掌控嗅觉的区域至少是人类大脑中相同区域的5倍。熊可以利用气味在彼此之间发出信号，敏锐的嗅觉是为了帮助它们寻找到食物及配偶、识别幼崽、避免危险而进化来的，尤其是在有竞争关系的个体之间，灵敏的嗅觉就显得尤为重要。嗅觉是熊用来定位食物的主要感官，它们同时有很好的记忆力，这能够帮助它们重新定位以前找到过食物的地方。美洲黑熊不仅具备比人类更好的视力和听觉，但它们最敏锐的感官是嗅觉，以至于它们可以在逆风的情况下发现20英里以外的动物尸体。北极熊可以闻到几公里以外的海豹，并可以找到在雪层一两米以下的海豹。

　　非洲象在动物界中具有最优秀嗅觉。研究人员发现，非洲象在哺乳动物中拥有最多的嗅觉基因。相比之下，人类和其他灵长类动物的嗅觉要差得多。一项发表在《基因组研究》杂志上的研究表明，非洲象嗅觉基因的数量是狗的两倍，是人类的五倍。非洲象大量的(嗅觉)基因可能与它们在觅食、社交和繁殖等不同环境中对气味的依赖有关。研究还表明，大象拥有发达的嗅觉系统，包括较大的嗅球和大脑中较大的嗅觉区域。非洲象和亚洲象每只眼睛后面都有一种特殊的气味腺，称为颞腺，雄性象在每年的交配期都会分泌一种油性分泌物，其特征是攻击性增强，睾丸素水平提高，雄象也能闻到雌象准备交配时分泌的荷尔蒙。象使用嘴上方的执握器，内含犁鼻器，可以接收化学分子的刺激。

　　其他动物，如老鼠，由于它们能够从每个鼻孔中分离出信息，因此可以准确地锁定气味的来源。老鼠常被用来探测地雷甚至检测结核病和癌症。

　　老鼠的嗅觉灵敏且易于训练。比利时的非政府组织安特卫普扫雷组织APOPO(Anti-Persoonsmijnen Ontmijnende Product Ontwikkeling)利用老鼠高度发达的嗅觉，训练它们（特别是甘比亚巨鼠）通过气味诊断肺结核和探测地雷。

　　已经经过常规检测的痰液样本被老鼠重新检测，它们对布有小孔的玻璃腔内放置的痰液样本进行嗅探，当老鼠发现结核杆菌时，它们就会把鼻子置入试样孔中，以此来表明探测到了目标。老鼠探测的主要优点是速度快，公立诊所使用显微镜检测结核病，这种方法不仅速度慢而且不准确。报道称，一只经过训练的老鼠可以在7分钟内评估40个样本，而实验室技术人员则需要用一天才可以处理完成这些样本。老鼠使筛选大量的样本成为可能，它们的工作成本低，而且效率高。APOPO表示，老鼠将结核病患者的检出率提高了40%以上。

　　老鼠是综合排雷行动的一个组成部分，金属探测器和机械扫雷器也是必不可少的。甘比亚巨鼠身上系着在两个操作者之间悬浮的绳子上系着的安全带上。研究人员让老鼠在10×20米（200平方米）的划定区域内搜寻爆炸物，识别爆炸物的气味。并标记出甘比亚巨鼠所指示的点，然后由技术人员使用金属探测器进行跟踪，发现的地雷随后会被挖出并销毁。据NGO称，与传统方法相比，老鼠扫雷主要优点是速度快。过去的研究表明，在疑似雷区中，实际埋有地雷的区域不到3%。像狗或老鼠这样的动物只探测爆炸物，可以排除像旧硬币、螺母和螺栓等废金属，因此它们可能比传统方法更快速且更准确地检查出雷区。一只甘比亚巨鼠20分钟左右就可以检查完成200平方米的雷区。

　　另一种具有独特嗅觉能力的神奇生物星鼻鼹在水下也能够闻到气味。

　　星鼻鼹的特点是它的鼻尖环绕着22只触手，星形鼻子也是星鼻鼹所特有的独特器官。透过这些触手，星鼻鼹得以在完全黑暗的环境中找到猎物，每个触手的表面都覆盖着几千个细小的颗粒，正是它们帮助星鼻鼹一次大约可以探测到600块针尖大小的区域。因为星鼻鼹视觉和听觉的退化，它的鼻子还起了人类视网膜和蝙蝠超声波的作用。星鼻鼹在地道里穿梭时，持续移动鼻子来扫描，它们将鼻子周围的22个肉质附器全部用上，来快速探测大范围的空间。一旦碰到它们有兴趣的地方，例如食物，它们就会调整星鼻的位置，让其中一对附器进行更详细的探查。美国范德比尔特大学的科学家通过研究发现，星鼻鼹是世界上行动最为迅速的哺乳动物猎食者。借助高速照相机能够看到，“星状鼻”每秒钟触碰的地方可以超过12个。因此，星鼻鼹能在四分之一秒的超短时间内，完成确定猎物位置并捕食猎物的全过程。星鼻鼹像章鱼触须一样的鼻子能够在水下运用嗅觉，它也是首个被发现能在水下运用嗅觉来追踪猎物的哺乳动物。水下的星鼻鼹不断地从鼻孔中吐出气泡然后又迅速吸回去，频率为每秒10次，这与老鼠在陆地上追踪猎物时抽吸鼻子闻气味的行为非常相像。为进一步检验星鼻鼹在水下是否有嗅觉能力，研究者在水下设置了一个有两条路径的装置。其中一条路径中留下蚯蚓（星鼻鼹的食物）的气味，然后让星鼻鼹穿行。结果发现它们选择有蚯蚓气味路径的几率达到75-100%，而当气味路径被隔断时，星鼻鼹选择两条路径的几率各为50%。

水生动物的嗅觉——鲨鱼

锤头鲨

　　鲨鱼在海水中对气味特别敏感，尤其对血腥味。鲨鱼能够闻出数里外的血液等极细微的物质，并追踪其来源。伤病的鱼类不规则的游弋所发出的低频率振动或者少量的出血，都可以把鲨鱼从远处引来，它们的嗅觉甚至能超过陆地上狗的嗅觉，鲨鱼可以嗅出水中百万分之一浓度的血腥味来。日本科学家研究发现，在1万吨的海水中即使仅溶解1克氨基酸，鲨鱼也能觉察出气味而聚集在一起。如雌性鲨鱼分娩过后，即使在大海里漫游了千里，也能够沿着气味逆游回到它的出生地生活。1米长的鲨鱼，其鼻腔中密布的嗅觉神经末梢面积可达4842平方厘米，如5-7米长的噬人鲨，其灵敏的嗅觉可嗅到数公里以外受伤的人和海洋动物的血腥味。双髻鲨头部的形状可以通过将鼻孔进一步分隔开来增强嗅觉。鲨鱼能够根据每个鼻孔探测到气味的时间来确定特定气味的方向，这类似于哺乳动物确定声音方向的方法。由于鲨鱼的嗅觉极为灵敏，非常容易嗅出它们害怕或者厌恶的气味。在海水中含量为800亿分之一的一种人体分泌物——左旋羟基丙氨酸的气味，鲨鱼也可嗅得出来。据说曾经有一位钓鲨能手，在后来钓鲨的过程中，鲨鱼却总是不上钩，而在同一渔场的其他渔民反而钓到很多鲨鱼。经鱼类学家研究发现，这位钓鲨能手曾得过皮肤病，因此留在钓竿上的指纹中含有这种左旋羟基丙氨酸较为丰富。鲨鱼闻到了此种气味，对他自然而然地要逃之夭夭。

爬行动物的嗅觉——蛇

尖喙蛇

　　蛇有高度发达的嗅觉，并使用嗅觉追踪猎物，但它们不是用鼻子，而是用舌头“品尝空气”，并能够识别不同的气味。蛇有鼻孔和鼻腔，但这不是用来闻气味的。蛇的舌头有细长而分叉的舌尖，总是在不停的吞吐，俗称“信子。蛇类的犁鼻器十分发达，以独立的鼻腭管开口在口腔顶部。犁鼻器的内壁覆有感觉上皮和嗅粘膜，并通过位于感觉上皮深层的犁鼻神经（嗅神经的分支）与脑相连，具有传递嗅觉信号的功能。由于犁鼻器不与外界直接相通，因此它的这部分嗅觉作用主要靠舌的活动才得以完成。蛇的舌尖经常从上唇正中的缝隙内频繁地伸出口外活动，旨在探知和搜集空气中的各种化学气味物质，当舌尖缩回口腔时，即进入犁鼻器的两个囊内，将化学分子溶解于嗅粘膜上，将信息通过连接的神经传递给大脑产生嗅觉。蛇从而能够判断其所处的环境条件，并确定所处环境中是否有猎物或捕食者。分叉舌同时给蛇一种定向嗅觉和味觉，亦可从地面和水中取样气味微粒。在水栖蛇中，如水蟒，其舌头在水中也可以有效地发挥作用。

昆虫的嗅觉——蛾

月形天蚕蛾

　　昆虫世界的嗅觉冠军是雄蛾，蛾并没有鼻子，取而代之的是其羽状或栉状的触角，它们的触角上附有气味感受器。雄蛾的嗅觉器官特别发达，它们可以在6英里或更远的地方嗅到雌蛾的气味，在雌蛾体上有一种特殊的化学物质，即性外激素。雄蛾的触角对雌蛾所释放的性外激素十分敏感，几乎可以感知只有几个分子的信息。通过性外激素的扩散传布，就可以把雄蛾从遥远的地方引来，进行交尾。性外激素分泌的量虽然很少，但作用却很大。据说一只雌性舞毒蛾只要分泌0.1微克的性外激素，就可以招来100万只雄蛾。用舞毒蛾做试验，当风速在每秒100厘米时，雄蛾对4.5千米以外的雌蛾所释放的性外激素仍有反应，但除去触角后就失去了这种反应。雄蛾的热情表现在它的行进过程中，步履踉跄，仿佛被爱情冲昏了头脑。蛾强大的嗅觉使科学家们受到启发并开始研发一款基于这种嗅觉的人工脑，这种人工脑可能在未来成为气味探测机器人的原动力，用于打击走私毒品和化学武器。