[科普中國]-小伙伴又來騙吃騙喝？褐家鼠靠鼻子就能識破

俗話說，“予人玫瑰，手有余香?！?/p>

我們從小就被教導(dǎo)要樂于助人。實際上，不只是人類，無親緣關(guān)系的個體之間的利他行為在動物中廣泛存在。比如《自然》上曾有研究發(fā)現(xiàn)， 普通吸血蝠 （ Desmodus rotundus ） 會反芻血液作為救命餐，喂給挨餓的同伴。

但問題是，施予者 怎樣判斷對方的需求是否真實 呢？

為了提高獲得幫助的幾率，接受者會主動表達請求 ，比如通過聲音和肢體動作，來傳達“快幫幫我”的信息。就好比大街上有陌生人淚汪汪地對你說他餓壞了，求你施舍十塊錢來買面包吃，怎么才能確定他是真的餓，還是在騙吃騙喝呢？

2020年3月刊發(fā)于《公共科學(xué)圖書館·生物學(xué)》 （PLOS Biology） 的論文從 褐家鼠 （ Rattus norvegicus ） 身上找到了答案。來自伯爾尼大學(xué)的卡琳·施內(nèi)貝格爾 （Karin Schneeberger） 等人發(fā)現(xiàn)，野生型褐家鼠 僅僅通過嗅覺信號，就能判斷同伴是饑是飽，從而調(diào)整提供幫助的程度 。

（褐家鼠 | Wikipedia，AnemoneProjectors / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)）

提供什么程度的幫助，

這是個問題

為了給褐家鼠制造互相幫助的機會，研究人員提供了一套給食裝置：一個托盤，一頭放著食物，另一頭帶有拉桿。兩只褐家鼠彼此分隔，其中一只可以拉動拉桿，從而帶動托盤，讓另一只獲得食物。

（給食裝置圖 | Res Schmid）

參與實驗的褐家鼠互不相識，并且全部為雌性，共分為三種角色：“女主”是 測試鼠 ，是實驗的觀察對象，它們懂得合作，并且會用給食裝置；“女配一”是 合作鼠 ，它們接受過特殊訓(xùn)練，總是會拉動托盤來幫測試鼠獲得食物；“女配二”是 氣味鼠 ，專門給測試鼠提供嗅覺信號。

在實驗中，20只測試鼠和4只合作鼠被隨機配對，并放進相鄰的有機玻璃箱中。為了排除視覺和聽覺信號干擾，研究人員遮擋了兩個箱子相鄰的一面，并且用泵不斷抽走合作鼠箱內(nèi)的氣味，泵的噪音還阻礙了兩鼠之間的聲音交流。與此同時，氣味鼠被放進另一個房間的箱子，里面的空氣被泵到測試鼠的箱內(nèi)。也就是說， 測試鼠接收到的只有來自氣味鼠的嗅覺信號 。

（實驗設(shè)置，其中箭頭代表空氣流動方向 | 參考文獻[5]）

實驗分為兩個階段：

在 體驗階段 ，測試鼠在合作鼠的幫助下獲得食物，同時聞到的是吃飽的氣味鼠箱子里的空氣。對于蒙在鼓里的測試鼠來說，這就相當(dāng)于吃飽的同伴在給自己送吃的。

到了第二天的 測試階段 ，測試鼠會隨機聞到餓了一晚上的氣味鼠，或是吃飽的氣味鼠箱子里的空氣。每只測試鼠會經(jīng)歷兩次實驗，如果在第一次的測試階段聞到餓鼠的氣味，那么在第二次的測試階段就會聞到飽鼠的氣味，反之亦然。那么對于測試鼠來說，面對處于兩種不同饑飽狀態(tài)下的曾經(jīng)幫助過自己的同伴，它的反應(yīng)會有何不同呢？

研究人員記錄了測試鼠在兩次實驗中首次拉動托盤的延遲時間。結(jié)果顯示， 比起吃飽同伴的氣味，饑餓同伴的氣味會讓測試鼠更快地拉動托盤 。換句話說，褐家鼠更愿意向饑餓的同伴伸出援手。

解密“饑餓的氣味”

那么，這種來自同伴的“饑餓的氣味”究竟是什么呢？

研究人員收集了餓鼠和飽鼠所在箱子中的空氣，并對樣品進行了主成分分析， 發(fā)現(xiàn)有7種化合物的含量存在明顯差異 。

其中，4種和食物代謝過程有關(guān)的化合物水平在飽鼠中更高。這些物質(zhì)可能直接來自于進食和消化，因此 可以作為衡量饑餓程度的指標(biāo) 。另外，結(jié)腸細(xì)菌的代謝產(chǎn)物戊酸，僅在飽鼠中存在，說明這種物質(zhì) 或許也與代謝活動直接相關(guān) 。

還有兩種化合物僅在餓鼠中存在：一是 乙酸正丁酯 ，它存在于某些水果和木頭當(dāng)中。由于研究人員并沒有給參與實驗的褐家鼠投喂水果，他們懷疑被隔夜禁食的個體可能因為饑餓難耐，啃食了籠子里的木頭。另一種是 3-甲基丁酸 ，有意思的是，它是雌鼠信息素的組分，在褐家鼠交流中的具體功能迄今還未明確，有待后續(xù)研究。

總之，在排除其他感覺影響的情況下，褐家鼠 可以僅憑嗅覺信號，來判斷同伴目前的饑飽狀態(tài) ，并據(jù)此做出相應(yīng)的幫助行為 。這種嗅覺信號要么來自剛剛攝入的食物，要么來自消化過程的代謝產(chǎn)物，甚至還有可能是一種指示饑餓的信息素。正因如此， 這種饑餓的氣息不大可能假裝 ，從而給褐家鼠提供了一種簡便的判斷機制，讓它們對同類做出更恰當(dāng)?shù)幕貞?yīng)。

實際上，利用嗅覺信號進行決策的動物或許不止褐家鼠一種，還有比如一開始提到的吸血蝠。馬里蘭大學(xué)的杰拉爾德·G·卡特 （Gerald G. Carter） 等人的研究表明，普通吸血蝠在給同伴喂血之前，會聞一聞對方或是給對方理毛，這可能是為了 通過嗅覺判斷對方是否已經(jīng)進食 。

至于我們?nèi)祟?，盡管無親緣關(guān)系的人之間分享食物十分常見，但氣味不大可能作為傳遞需求的信號，畢竟跟夜行性的褐家鼠比起來， 人類主要依靠視覺和聽覺來溝通 。

（來，大家一起吃 | Pexels）

不過，甭管你看見辦公室小伙伴午飯吃了多少，該分零食的時候還是分吧。

作者名片

作者：IvyP

編輯：悲催的鉈寶寶

排版：雷穎

題圖來源：《貓和老鼠》劇照

參考文獻：

[1] Wilkinson GS. Reciprocal food sharing in the vampire bat. Nature 1984; 308: 181

[2] Hamilton WD. The genetical evolution of social behaviour I and II. Journal of Theoretical Biology 1964; 7: 1–52

[3] Lehmann L, Keller L. The evolution of cooperation and altruism–a general framework and a classification of models. Journal of Evolutionary Biology 2006; 19: 1365–1376

[4] Nowak MA. Five rules for the evolution of cooperation. Science 2006; 314: 1560–1563

[5] Schneeberger K, R?der G, Taborsky M. The smell of hunger: Norway rats provision social partners based on odour cues of need. PLOS Biology 2020; 18(3): e3000628

[6] Carter GG, Wilkinson GS. Food sharing in vampire bats, reciprocal help predicts donations more than relatedness or harassment. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 2013; 280: 20122573