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世上只有妈妈好的科学理由          【字体:
世上只有妈妈好的科学理由
作者:佚名    教育来源:本站原创    点击数:198    更新时间:2003-12-6
父母和子女的关系,哪些是精神的,哪些是物质的?精神的物质基础是什么?对这些貌似简单的问题,自然科学其实了解得并不多。

  科学家近期在动物身上发现了婴儿为什么爱母亲的一个化学原因。这一进展是由法国的一个研究小组将现代化学技术与古老的行为巧妙结合而获得的。小组的主要成员是法国人夏尔(Schaal)、柯劳得(Coureaud)、郎格罗斯(Langlois)及其他一些同事,他们的研究结果发表在2003年7月3日的《自然》杂志上。

  具体而言,法国科学家找到了母亲吸引孩子的一个化学分子2MB2。由母亲乳腺分泌的这个挥发性小分子,成为引导婴儿寻找母乳的源泉。小分子属于外激素,所以,在我们理解这个爱母的分子基础之前,不妨了解一点有关外激素的背景知识。

  奇妙的外激素

  动物可以将激素分泌到体外,使同种属的其他动物感受到这种外激素。外激素在很多动物中存在,从单细胞动物一直到哺乳动物。不过,外激素是否在人类中存在及其重要性,却没有定论。动物可以通过外激素来告诉其他动物自己的行为和内分泌状态,它们可以载有动物的社会和性状况信息。

  外激素信号作用于其他动物后,通常有两类反应:一种是感受动物立刻“释放”反应,比如打架或者交配;另一种是比较长久的效果,比如感受动物的生理和内分泌激素水平被改变。

  有些动物把外激素撒到自己地界上,告诉其他动物这是自己的领地,闲人莫入(比如雄老鼠尿里有外激素,撒遍自己“国土”后,劝其他雄鼠不要进来,而欢迎雌鼠光临)。有些动物用外激素告诉别人:我的官大(地位高),你不要和我争抢食物或者异性。有些雄虾,是在尿液里含外激素,两雄虾相斗,看谁撒出来的外激素多而定社会地位,胜利的一方遇见失败的一方时会昂首挺胸,而失败者则自动让道。雄性亚洲大象在幼年时发出的外激素是甜甜的,以告诉其他成年雄象:我还小,不会和你们竞争;成年雄性却换一种外激素告诉其他大象:我成年了,要和雄象分开,而欢迎雌象。

  许多雌性动物用外激素传递自己特别适合受孕的时间。科学家们发现了反映母狗适合受孕的外激素后,把它涂到一只没有动情的狗身上,其他公狗就会因被误导而性趣盎然,不管涂了这外激素的狗是母的还是公的。

  外激素的化学和分子特性多样。外激素分子作用很强,只要有很少一点点,就可以被其他动物所感知。一个母飞蛾所含的吸引雄性的外激素,如果全部分泌出来,足够吸引10亿个公蛾子。

  感受外激素的结构对于不同动物是不一样的。在哺乳类动物中,是在鼻子里面的一个结构,和通常的嗅觉并不相同。嗅觉的感受细胞分布在鼻子里的大部分粘膜上,而外激素的感受细胞在鼻中膈区的一小块特定粘膜上。嗅觉和外激素感受的信号由两套分开的神经通路一级一级传送到脑中。可以用实验手段有选择性地“屏蔽”其中的一个感觉,而保留另外一个感觉。科学家们已经找到了一些参与老鼠外激素感觉感受的分子。利用基因剔除方法,可以去除其中某个参与外激素感觉的分子。结果发现,没有外激素感受的雄鼠,不识雌雄,不管碰到雌的还是雄的,都试图上去交配。而正常的雄鼠碰到雄的要打架,碰到雌的才交配。所以老鼠辨认雌雄是靠外激素,而不是靠一般的嗅觉,也不是靠观看异性(视觉)或抚摸异性(触觉)。

  寻找外激素分子,除了可以在动物中发现一些有趣的现象外,还有多方面的意义。比如,可以利用昆虫的外激素来控制它们。事实上,对于昆虫的外激素人们了解得要多一些,而对于哺乳动物的外激素分子,除了对存在于老鼠尿液中的有过一些研究外,总的来说了解得比较少。2003年7月,在法裔美国科学家、哈佛大学的杜蕾克(Dulac)所写的综述文章里,还说人们对哺乳类动物的外激素分子知之甚少。

  是什么在引导小兔子

  现在我们可以回过头来谈本文最初提及的法国科学家夏尔、柯劳得、郎格罗斯的研究结果(为了方便,以下简称他们为夏-柯-郎)。这一结果是由神经生物学家和化学家合作研究兔子外激素取得的。这几位法国科学家对影响母婴行为的外激素有多年研究,包括对人的研究。他们特别喜欢用兔子做研究,是因为兔子有一个特点:兔妈妈生产以后,最初两周每天只给兔崽子4到5分钟的吃奶时间。

  不知道兔妈妈为何如此吝惜喂奶时间。至少在人看来,兔妈妈又不从事特别有竞争性的工作要忙着去上班。不过兔妈妈这样做,兔崽子就得有能力每天很快找到奶头,而且要和同窝的其他兄弟姐妹竞争。对于兔崽子来说,吃不到奶可是性命攸关的头等大事,所以这样进化下来,兔崽子生来就对兔妈妈特别敏感。如果兔妈妈在,兔崽子3到5秒内就能找到乳头。科学家们做了一些实验之后,才知道兔崽子对兔妈妈乳液里含有的外激素敏感(而不是其他什么抚摸、拥抱、亲吻或者搞不清楚的关爱)。所以孩子爱母亲,首先一条就是因为这个外激素,至少对许多动物而言是这样的。

  母乳外激素的化学分子本质是什么呢?法国科学家不仅选兔子这样一个特别好的动物做模型,而且设计了一个非常聪明的实验方法,来寻找兔母乳的外激素。气相色谱是一种现代化学技术,把分子送进气相色谱仪里,可以分离不同的分子,并且能够分析分子的化学性质。许多化学家和生化学家都在使用气相色谱仪。夏-柯-郎等人给这个现代仪器加了一个出气口,然后把兔崽子放在出气口旁边。乳液的挥发性分子被分离时,一边被气相色谱仪进行化学分析,一边被兔崽子进行行为“分析”:如果有吸引力的外激素通过这个出气口,新生兔崽子会很快(也就是几秒内)地转头,把自己的嘴巴吸到出气口上去。所以兔崽子是在用嘴投票,来告诉科学家母乳外激素什么时候通过了出气口,科学家们将这个“情报”和化学分析结果对比,就知道哪些化学成分可能有外激素。所以说,法国科学家的研究是结合了现代化学仪器和被进化“培养”出来的特别敏感的兔崽子。

  夏-柯-郎等人通过初步筛选,发现有21种分子可能有活性。他们再把这21种分子一个个地分别涂在玻璃棒上,让兔崽子来欣赏,结果发现只有一种真正具有可以重复的活性:一个叫做2MB2的挥发性分子符合所有母乳外激素的条件。这个分子的活性很高,只需很少的一点就可以诱导兔崽子。原来已知兔的母乳在室温下放1小时后,对兔崽子就没有吸引力了,而现在发现,在室温下放60分钟后,母乳中的2MB2分子便挥发掉了。但如果把2MB2重新加到这样的母乳中去,它对兔崽子来说又有吸引力了。兔崽子受2MB2吸引不需要学习,天生就会。2MB2是母亲自己生产的,不存在于食物中。从上面的结果我们也可以知道:兔子是蛮有原则的,不是“有奶便是娘”,而是“有外激素便是娘”。

  母乳外激素有一定程度的种属特异性。2MB2只对一些相近种属的兔子有作用,对关系远的兔子种属和其他动物(如老鼠)是没有作用的。反之,老鼠、羊、牛、人也不产生2MB2,否则就要乱套了。当然,如果能找到不同动物的母乳外激素,加到其他动物的母乳中去,是有可能“乱点母子谱”的。

  人类有没有外激素

  目前不知道人类有没有母乳外激素。如果要问夏-柯-郎,他们可能不会排除人有母乳外激素的可能。他们曾经有一些结果,好像可以提示人类婴儿对母亲有外激素似的反应,不过没有完全证明。

  其实不仅是母乳外激素,就是人类有没有任何其他外激素,到目前也还是有争议的。有人发现女性互相影响月经周期,有人发现男孩子好像对女孩子的汗衫与对其他男孩子的汗衫反应有不同,也有人发现人脑特定结构对异性身体取得的分泌物好像有特异反应———可以看到脑内电活动的差别,而且是在主观上不知道自己“闻到”任何气味的情况下。

  但是认为人类没有外激素感受的科学家指出:对人类而言,哺乳类鼻子里膈区特别感受外激素的结构已经退化,一些编码和感受有关分子的基因在人类基因组中发生了突变,不再起作用。还有人提出,外激素信号及其感受在人类被有颜色的视觉(色觉)替代了。对于这一假说,有一种解释是:外激素常常和同性/异性关系、母婴关系等有关。在进化过程中,对于接近人类的高等灵长类动物(不包括猴子),外激素系统退化了,而色觉开始发达起来,替代了以前外激素信号的作用。如果是这样的话,孔圣人将“色”和“性”紧密联系起来的“卓识远见”,还有他想也没有想到的原因。

  我说母乳外激素2MB2是爱母的化学分子基础之一,不是因为我还知道之二,而是因为目前尚不能排除孩子爱母亲还有其他化学分子基础,何况现在所知道的只是兔崽子为何爱母亲(或者说母亲怎么使孩子爱她)。至于人类有没有母乳外激素,有没有其他外激素,如上所述,没有定论。如果有看过这篇短文的青少年以后长大了,解决了这个问题,那倒是很有趣的。如果果真发现了人类母乳外激素,或者找到了影响人类其他行为的外激素,那将会有什么用处呢?我想这个问题肯定会令很多人浮想联翩.
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