動物感觀發現之旅

潘浩宇

在人類歷史的長河中的大部分時期，動物的感觀對人類來說完全是個謎。釋迦牟尼和亞里士多德各自準確地把感觀分成了五類：視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺，但至于這些感觀如何工作的，囿于科技手段和知識的缺乏，無人知曉。到16世紀，人們使用了一個模糊的概念——生命力，來表示從感覺器官進入大腦的東西。

轉折始于顯微鏡的出現。

發現受體細胞

——信息的接收器

顯微鏡發明后，科學家終于能夠以前所未有的方式探索人和動物的身體。科學家們能夠直觀地看到感覺器官的內部構造，眼球是他們探索感官的開端。列文虎克作為顯微鏡先驅，于18世紀20年代首次觀察到了眼球背后的視桿細胞和錐狀細胞，這些都是眼睛感受光線的接收器。不過，一直到1834年才由德國解剖學家馬克斯·舒爾策對眼睛的細胞構成進行了描述，詳細說明了視網膜上大量視桿細胞和錐狀細胞的情況。

舒爾策是一個天才的解剖學家，他研究貓頭鷹、鼴鼠、蝙蝠和刺猬這些夜行動物的視網膜，發現它們的錐狀細胞比人類少，而桿狀細胞則比較多；他由此推斷，桿狀細胞用來在昏暗的空間中感受光線，而錐狀細胞則用來感受顏色。這一發現對于當時的感觀研究而言是一次飛躍：原來身體上有不同的細胞來接收不同類型的感觀信息，這些細胞被統稱為“受體細胞”。

后續的研究發現，所有哺乳動物的眼球上都有桿狀細胞和錐狀細胞，因為它們與人類都由恐龍時代的同一祖先進化而來——一種體型較小、外形類似獾的原始有蹄獸。在漫長的進化過程中，這種感覺系統在所有哺乳動物身上留下來了，只是有所改進。因此，人類與動物的視覺器官都是以相同的方式工作：受體細胞接收到光子，形成電信號發送至大腦，讓我們“看見”。嗅覺和聽覺也與此類似。

通過顯微鏡分析各種動物體內的受體細胞的數量，科學家們發現人類的感觀系統配置與其他動物相比其實很低調。例如，狗約有40倍于人類的嗅覺受體細胞，在某些種類中甚至達到了大約3億個，而人的嗅覺細胞只有大約500萬個。因此，狗可以通過嗅覺偵察毒品、癌細胞、臭蟲蛋和TNT。令人意想不到的是，蜜蜂也有如此靈敏的嗅覺。2014年，法國和克羅地亞的科學家飼養了一群“嗅探蜂”，訓練它們將炸藥的氣味和糖相互關聯，然后幫助企業在巴爾干半島尋找礦脈和地雷。

然而，即使像狗和蜜蜂這么出色的嗅覺，與鯊魚相比，就是小巫見大巫了。有些種類的鯊魚可以聞到海水中百萬分之一濃度的血，并以此為線索追蹤血液濃度最高的地方，找到獵物，完成捕獵行動。

許多動物都使用信息素，蠶蛾醇就是其中之一。1959年，蠶蛾醇被科學家發現，化學制劑公司便將之用在農作物害蟲防治上，減少農藥的使用。把高濃度的蠶蛾醇噴灑到農田里，使雄成蟲一直處于高濃度的性信息素包圍之中，以致無法定向找到雌蟲交尾，從而減少了下一代幼蟲的產生。

發現動物超感能力

——從蝙蝠開始

當生物學家們對受體細胞了解越來越透徹時，他們發現蝙蝠另有高招。蝙蝠的眼睛太小，不能看清目標。然而，它卻可以在夜間飛行，并且在飛行過程中捕食蛾子或蚊子。蝙蝠的超感秘密在20世紀40年代初由美國生物學家唐納德·格里芬和羅伯特·加蘭博斯揭開：蝙蝠可以發射超聲波，并根據回聲繪制一張3D地圖。格里芬將這一能力命名為“回聲定位”。從此，人類意識到，動物能夠用人類所不具有的能力來感知這個世界。

格里芬與他的同事一起仔細研究和描述了蝙蝠的回聲定位系統如何獵食、如何在飛行途中分辨獵物種類，甚至如何感受到獵物在水面蕩起的漣漪。而這類研究成為了一門新的學科：神經行為學。在神經行為學的拓展下，人們發現，使用回聲定位系統的動物遠不止蝙蝠一種，齒鯨、海豚、鼩鼱和某些種類的鳥類，如洞燕和油鴟都具有聲納探測能力。甚至有跡象表明，失明的人類也會使用這樣的技巧：讓舌頭發出喀噠聲，人體回聲定位器可以聽到并運用回聲定位自己的路線。

除了回聲定位，神經行為學家在最近的幾十年里還發現了動物許多其他的超級感觀，例如，蜜蜂能夠看見光中的紫外線光譜；鯊魚和海豚可以偵測到獵物發出的電流；鳥類可以根據地球磁場的磁力線導航，飛越數萬千米進行遷徙；家畜可以自覺地按南北方向排列隊伍；許多種類的蛇可以偵測到溫血動物發出的紅外線輻射；蜘蛛可以通過外骨骼的應力傳感器感覺外界的震動，并根據不同的震動類型判斷危險或獵物；魚可以感受到水浪的壓力，并根據壓力信息調整自身浮力。

神經行為學為我們打開了動物感知的另一片天地，同時有更多超級感觀等待著我們去發掘。