動(dòng)物為什么要長(zhǎng)胡子？

很多人小時(shí)候，大概都聽(tīng)過(guò)“貓用胡子來(lái)量耗子洞大小”的故事。不過(guò)仔細(xì)想想，這個(gè)解釋存在明顯的局限性——貓科動(dòng)物的捕食方式是偷襲和快速撲擊，不是鉆洞。

貓并不需要鉆洞｜Pixabay

其實(shí)，胡子是一種極為奇妙的組織，圍繞小小的胡子，產(chǎn)生了無(wú)數(shù)的研究和發(fā)現(xiàn)。對(duì)它的探索，不應(yīng)該止步于一個(gè)小小的故事。

此胡非彼胡

對(duì)人類(lèi)而言，胡子是男性臉上的毛發(fā)。但這里的“胡子”，指的是哺乳動(dòng)物一種特殊的具有感覺(jué)功能的毛發(fā)，分布于嘴的周?chē)⒛?、眼睛上方和前肢，英文叫vibrissae（有時(shí)也叫whisker，但whisker也指人類(lèi)的胡子，不是很準(zhǔn)確，所以我們不用這個(gè)詞）。貓和老鼠的胡子就是典型的vibrissae。為了減少中英夾雜，下面我們把vibrissae稱(chēng)為觸覺(jué)須。

觸覺(jué)須除了長(zhǎng)在嘴巴周?chē)?，還在眼睛上方和前肢，家里有貓的朋友可以看一下自家小貓的手｜Pixabay

絕大多數(shù)的哺乳動(dòng)物都有觸覺(jué)須，完全沒(méi)有觸覺(jué)須的只有兩類(lèi)：一類(lèi)是單孔目（下蛋的哺乳類(lèi)，例如鴨嘴獸），一類(lèi)是各種大猿，包括人（又不帶人類(lèi)玩兒是吧？）。

觸覺(jué)須比普通毛發(fā)更長(zhǎng)、更粗，毛囊特別大，毛囊周?chē)植贾l(fā)達(dá)的觸覺(jué)須神經(jīng)（vibrissal nerve），來(lái)自于三叉神經(jīng)（trigeminal nerve）的眶下神經(jīng)（infraorbital nerve）。

某個(gè)研究中對(duì)生物放電的記錄標(biāo)志，可以看出觸覺(jué)須（vibrissae）下的黑點(diǎn)為毛囊，連接著面部神經(jīng)（facial nerve）和眶下神經(jīng)（infraorbital nerve）｜Albarracín, Ana L. et al. (2007).

毛發(fā)雖然是個(gè)死東西，但它受到的壓力會(huì)傳導(dǎo)給毛囊內(nèi)的機(jī)械感受器，而后由深層和淺層的觸覺(jué)須神經(jīng)收集觸覺(jué)信息，傳遞給大腦。在一些胡須觸覺(jué)特別敏感的動(dòng)物，比如老鼠、尤金袋鼠（Macropus eugenii）、加州海獅（Zalophus californianus）的大腦里，還有負(fù)責(zé)處理胡須觸覺(jué)信息的腦區(qū)。

探路和識(shí)物

觸覺(jué)須最典型的用途，就是在黑暗、復(fù)雜的環(huán)境下，充當(dāng)“探路杖”。

老鼠等有胡子的小型哺乳動(dòng)物，觸覺(jué)須可以非常靈活地?cái)[動(dòng)，朝四面八方探索收集信息。老鼠在行動(dòng)之前會(huì)低下頭，增加觸覺(jué)須與地面的接觸。到走路時(shí)，觸覺(jué)須朝兩邊擺動(dòng)，前腳始終都落在觸覺(jué)須掃過(guò)的范圍之內(nèi)。跑步時(shí)，老鼠則會(huì)把觸覺(jué)須轉(zhuǎn)向前面，以免發(fā)生碰撞。

一只寵物鼠臉上的觸覺(jué)須，呈現(xiàn)網(wǎng)格排列｜Dawn Huczek / flickr

除了探路，觸覺(jué)須還可以識(shí)別獵物。

小臭鼩的視力很差，而且在夜間捕獵，所以它主要依賴(lài)觸覺(jué)來(lái)識(shí)別獵物?？恐舾械挠|覺(jué)須，它可以準(zhǔn)確地向蟋蟀的胸部神經(jīng)集中的位置發(fā)起撲咬，癱瘓其行動(dòng)。小臭鼩是最小的哺乳動(dòng)物，體重1~3克，蟋蟀比它小不了多少，而且蟋蟀會(huì)用帶刺的后腿發(fā)起猛踢，所以攻擊獵物要害是很重要的。

小臭鼩（Suncus etruscus）的觸覺(jué)須清晰可見(jiàn)｜Trebol-a / Wikimedia Commons

小臭鼩的觸覺(jué)須有長(zhǎng)的和短的兩種。科學(xué)家做過(guò)實(shí)驗(yàn)，給幾只小臭鼩去掉短胡須，它們撲擊蟋蟀的成功率從92%下降到了52%；給另外幾只小臭鼩去掉長(zhǎng)胡須，它們的成功率則從91%下降到52%，而且攻擊最多的部位從蟋蟀的胸部變成頭部。這說(shuō)明了觸覺(jué)須對(duì)它識(shí)別獵物的重要性。

有趣的是，小臭鼩還會(huì)攻擊蟋蟀的塑料模型，說(shuō)明它可以憑觸覺(jué)須來(lái)識(shí)別物體的整體形狀，就像我們用視覺(jué)一樣。

它們也有胡子？

另一群善用觸覺(jué)須的獵手是龐然大物。

海豹的觸覺(jué)須可以感知到水流的擾動(dòng)。海豹的胡須扁平，而且輪廓是波紋狀的——不是自來(lái)卷，而是很有規(guī)律的忽而粗，忽而細(xì)——這樣的形狀可以減少擾動(dòng)胡須的渦流，起到“降噪”效果。

海豹的胡須是波紋狀的，而且可以用來(lái)感受魚(yú)群的尾流｜參考文獻(xiàn)[4]

海豹的觸覺(jué)須極其敏感，可以感覺(jué)到每秒245微米（每小時(shí)0.88米）的微弱水流，憑借這種能力，它甚至可以感知到180米外鯡魚(yú)游過(guò)的尾流?？茖W(xué)文獻(xiàn)記載過(guò)失明但依舊健康的野生海豹，可見(jiàn)觸覺(jué)須的感知之強(qiáng)。

最古怪的觸覺(jué)須使用者，也是我們認(rèn)為最不應(yīng)該有“胡子”的動(dòng)物。一般認(rèn)為，鯨的毛發(fā)已經(jīng)完全退化，只留下空的毛囊；但圭亞那海豚把殘存的觸覺(jué)須毛囊變成了全新的東西：電感應(yīng)裝置。它上頜的觸覺(jué)須毛囊呈壺腹?fàn)?，周?chē)懿济?xì)血管和發(fā)達(dá)的三叉神經(jīng)眶下神經(jīng)，毛囊內(nèi)充滿(mǎn)凝膠狀物質(zhì)。這是一個(gè)對(duì)微弱電流極為敏感的感應(yīng)器，鴨嘴獸和一些軟骨魚(yú)也有類(lèi)似的器官。

圭亞那海豚（Sotalia guianensis）將殘存的觸覺(jué)須毛囊變成了用來(lái)感應(yīng)電流的結(jié)構(gòu)｜參考文獻(xiàn)[5]

使用儀器實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，圭亞那海豚能對(duì)4.6微伏的電壓產(chǎn)生反應(yīng)，這個(gè)敏感度超過(guò)了鴨嘴獸（40~50微伏），但不如軟骨魚(yú)。圭亞那海豚經(jīng)常在渾濁、能見(jiàn)度差的水里生活，還會(huì)在海床泥土中覓食，電感應(yīng)器可以幫助它感知到魚(yú)（不是會(huì)放電的那些魚(yú)）肌肉發(fā)出的微弱生物電。

胡須里的秘密

人類(lèi)雖然沒(méi)有觸覺(jué)須，但觸覺(jué)須對(duì)科學(xué)家也有特別的價(jià)值。

觸覺(jué)須的排列順序像指紋一樣，千“人”千面，每個(gè)動(dòng)物都不一樣。

我們對(duì)動(dòng)物進(jìn)行比較深入的研究時(shí)，經(jīng)常需要進(jìn)行個(gè)體識(shí)別。比如你想知道某地有幾頭獅子，就得認(rèn)識(shí)當(dāng)?shù)氐拿款^獅子，否則可能把一頭獅子錯(cuò)認(rèn)成十頭，或者把十頭獅子認(rèn)成一頭。因此，動(dòng)物學(xué)家需要找出一些獨(dú)一無(wú)二又容易識(shí)別的特征——觸覺(jué)須就是這樣一種線(xiàn)索，動(dòng)物學(xué)家已經(jīng)利用觸覺(jué)須成功識(shí)別了獅子、海獅和北極熊個(gè)體。

北海狗的胡須，科學(xué)家能夠通過(guò)北海狗和海獅的胡須，追蹤它們的飲食，進(jìn)而研究當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境變化｜NOAA Fisheries

觸覺(jué)須會(huì)長(zhǎng)期持續(xù)生長(zhǎng)，獰貓的胡子大概可以在臉上“駐留”100天，白鼬的胡子則有5個(gè)月；而且觸覺(jué)須成分穩(wěn)定，采樣也很容易。所以，觸覺(jué)須可以作為留在臉上的“日記”，幫助我們一窺動(dòng)物的生活秘密。

胡子的成分可以告訴我們動(dòng)物吃過(guò)什么。人類(lèi)種植的一些植物，比如玉米和甘蔗，富集了較多的碳13同位素（比普通的碳原子多一個(gè)中子）。那么，吃了“人類(lèi)的食物”的動(dòng)物（比如老鼠），以及吃了“吃了‘人類(lèi)的食物’的動(dòng)物”（比如會(huì)吃老鼠的獰貓），體內(nèi)也會(huì)有較多的碳13同位素——我們就可以通過(guò)分析觸覺(jué)須里的碳13含量，判斷這個(gè)動(dòng)物的生活對(duì)人類(lèi)的依賴(lài)程度。

獰貓（Caracal caracal）｜Leo za1 / Wikimedia Commons

積累在毛發(fā)中的激素，也會(huì)成為我們了解動(dòng)物生活史的重要信息。例如懷孕的動(dòng)物孕酮（progesterone）會(huì)增加，遭受壓力緊張的動(dòng)物則會(huì)增加皮質(zhì)醇（cortisol），這些激素都會(huì)殘留在觸覺(jué)須里，成為一段動(dòng)物的“個(gè)人史”。

不過(guò)，因?yàn)槊l(fā)的生長(zhǎng)不像年輪那樣嚴(yán)格地一年一輪，想解讀這本“日記”還需要一些技巧。科學(xué)家為此設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)：給動(dòng)物園里的獅子和豹子吃一段時(shí)間的長(zhǎng)頸鹿肉，再檢查觸覺(jué)須里面的碳13含量。動(dòng)物園平時(shí)喂食的是碳13很多的牛和雞，長(zhǎng)頸鹿的碳13很少。因此，如果知道了觸覺(jué)須哪一段碳13含量低，再參照喂長(zhǎng)頸鹿肉的時(shí)間，就可以推算出觸覺(jué)須生長(zhǎng)的速度，以及食物里的元素進(jìn)入到觸覺(jué)須中所需的時(shí)間。

觸覺(jué)須記錄了許多信息｜Keven Law/ Wikimedia Commons

對(duì)于觸覺(jué)須的研究，已經(jīng)有上百年的歷史，但在許多方面還是藍(lán)海。胡子伸進(jìn)的不是老鼠洞，而是蘊(yùn)含了無(wú)數(shù)哺乳動(dòng)物秘密的洞。

參考文獻(xiàn)

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[3] Anjum F, Turni H, Mulder PGH, Van Der Burg J, Brecht M (2006) Tactile guidance of prey capture in Etruscan shrews. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103: 16544–16549.

[4] Zheng X, Kamat A M, Cao M, et al. Creating underwater vision through wavy whiskers: A review of the flow-sensing mechanisms and biomimetic potential of seal whiskers[J]. Journal of the Royal Society Interface, 2021, 18(183): 20210629.

[5] Czech-Damal NU, Liebschner A, Miersch L, Klauer G, Hanke FD, Marshall C, Dehnhardt G, Hanke W (2012) Electroreception in the Guiana dolphin (Sotalia guianensis). Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 279: 663–668.

[6] Leighton G R M, Brooke A R, Froneman P W, et al. The Cat's Whiskers: Stable Isotopes Reveal Individual Specialisation of Adaptable Caracals (Caracal caracal) Foraging in an Urbanising Landscape[J]. Ecology and Evolution, 2025, 15(3): e71154.

[7] Mutirwara R. The development and use of stable isotope analysis of felids’ whiskers as a tool to study their feeding ecology[D]. Cape Peninsula University of Technology, 2017.

作者：紅色皇后

編輯：麥麥

題圖來(lái)源：翻墻

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