为什么人类的味觉只能识别五种基本味道?

为什么人类的味觉只能识别五种基本味道?

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嗅觉和味觉是化学感受器。

味觉刚开始进化出来是用来趋利避害,而不是享受生活的。

所以味觉对于每个生物来说是有自己的用处的。

兔子、牛羊这样的草食动物,因为吃草,草的能量比较低,它们每天要花很多时间采食,有毒的草又比较多,所以它们非常依赖味觉对植物进行辨别。

所以兔和牛的味蕾和味觉比人类丰富很多。

而人类酸甜苦咸鲜五种基本味觉对于日常食物的辨别来说就够用了。(辣更多的是一种痛觉)

甜:简单暴力,天然环境,甜的往往是碳水化合物

吃到甜味猛干就完事。

很多动物都积极地寻找和食用对人类来说尝起来甜的食物。(猫科动物除外)

自然产生的甜味剂包括富含热量的糖,如葡萄糖和蔗糖,这是大脑必不可少的代谢燃料。其他几种与碳水化合物结构无关的天然化合物,味道也很甜。

最常见的是,某些氨基酸:如甘氨酸,尝起来就是甜的。

动物识别葡萄糖、果糖或蔗糖这种热量来源的能力对于进化的意义不需要任何解释。

咸:咸味往往与钠的存在有关,有时还有其他金属离子的存在;

在人体中,各种盐刺激着咸味味觉,最有效的刺激物是氯化钠。

阴离子会影响钠盐的咸度,在人类中,可能会增加酸味、苦味甚至甜度。(做甜一点的菜要放点盐,这样可以减少糖的用量。做咸菜加糖同理)

在人类中,许多非钠盐,如 KCL,也可以作为盐来使用。

然而,在啮齿类动物中,人们可以称之为咸味的感觉专指来自钠(或锂)阳离子的盐。

在食草动物和一些杂食动物中,由于无法在体内储存足够的所需电解质,因此在环境中找到盐是很有好处的。由于钠是生命中必不可少的元素,没有其他离子可以替代它,动物在各种排泄和分泌过程中不断失去钠,在这些动物中,特定的钠味检测器的存在具有明显的适应意义。

详情可见这篇回答(很多哺乳动物必须要吃盐):

动物为什么可以不吃盐?

酸:酸的味道是由酸根产生的

酸味与特定的营养成分组无关。

然而,它在食品中仍然是很受欢迎的,而且人类往往还会特意加醋或者柠檬什么的让食物更酸一点。

与人类的咸味觉不同,不同的酸没什么风味区别,只是改变了它的强度。

也就是说,强酸,比如盐酸要比柠檬酸这种弱酸对酸味觉的刺激大,但是对人类来说,它们都是纯粹的酸味。

酸味可能与甜度共同演变,以此作为水果何时可以食用的指标

但是野生的人类通常会避免强烈的酸味,它可以保护人体免受酸的消耗,而过酸会损害人体组织和牙齿。

苦味:避免中毒的法宝

苦味的感觉是由潜在的毒素刺激产生的,例如各种植物碱。

所以小宝宝们普遍不爱吃菜是有原因的,他们都对蔬菜里面的碱比较敏感,会觉得蔬菜偏苦。

苦味,以及它在高浓度时的令人厌恶的感觉,似乎是一个警告系统,以保护我们不被摄入毒素。

几乎每一种植物都有某种程度的毒素,会呈现一定的苦味,如橄榄,在其未加工的状态下,味道苦。

在人类中,苦味的感觉变化很大,随机抽样的个体会感觉到对同一种刺激,从根本不苦到极度苦。

苦味受体的遗传多态性很可能是由于人群迁移的结果。小鼠的苦味敏感性也存在类似的遗传变异。

鲜:鲜是由氨基酸和肽产生

由氨基酸或肽刺激的鲜味往往暗示该食物富含蛋白质。

由于鲜味是发明味精以后才被广泛使用的味觉,所以对于谷氨酸等氨基酸是否是一种主要的味觉刺激物,或者鲜味是否是其他味觉的衍生物,仍有争议。

鲜味是一种"点缀剂"的品质,只有在其他口味的背景下,它才会引发人类的强烈反应。

这可能是因为游离氨基酸很少在自然界中单独出现。

然而,在适当的情况下,例如在肉类和其他美味食物中,谷氨酸等氨基酸对我们来说是非常美味的。*1

不过虽然说人类有五种基本味觉感受器,不代表人类只能识别五种味道啊!

像肥肉这样充满脂肪的口感到嘴里明显是不同于其他几种味道的“肥美”味,只是一般很难形容。

前面也说了,不同生物有不同的味觉识别机制,下图就是老鼠和斑马鱼识别味觉细胞的不同,显然对于生物来说,需要对哪些食物做出反应才是重要的。:

老鼠(上),斑马鱼(下)

曾经科学家觉得味觉感受是严格分区的,但这一概念正在慢慢被抛弃。

如今普通的看法是舌头表面的所有的味觉区都可以区分不同的味觉,只是敏感度不同而已。

根据人类的味觉细胞的功能,味觉细胞主要有三种类型 。

I 型细胞具有初级管家功能。II 型细胞对甜、苦和鲜味都很敏感。III 型细胞似乎介导了一种味觉感知。

来自舌头的味觉信息通过颅神经 VII、IX 和 X 到达髓质。脑干中的神经元投射到丘脑的腹侧后内侧核,并随后投射到味觉皮层。

在哺乳动物群体中,甜味受体和鲜味受体分别被命名为 T1R2+3 和 T1R1+3。这些受体是来自 T1R1、T1R2 或 T1R3 的蛋白的组合,可以检测甜和鲜味的化合物。与 ENaC 敲除小鼠一样(不能感受咸味), 缺乏 T1R1 的动物不能检测到鲜味化合物,而缺乏 T1R2 的动物不能品尝出甜味的味道(Zhaoetal.,2003)。

顺带一提猫科动物就是一种天生缺乏 T1R2 基因的动物,所以家里的猫根本品尝不出甜味来 *2。

狗却十分喜欢甜的味道。

之所以会这样,是因为猫是专性肉食动物,碳水对它们来说是完全没有必要的东西,所以它们不会吃甜食的时候感到欢欣。

狗却是杂食动物,喜欢甜的,并且在人的调教下已经有分解淀粉的酶了。(与之对应的,狼不能很好的分解淀粉,吃多了也会有肠胃疾病)

以上~

REF

1Mammalian taste perception

2Introduction to Biological Psychology