動物為什么要長胡子？

很多人小時候，大概都聽過“貓用胡子來量耗子洞大小”的故事。不過仔細想想，這個解釋存在明顯的局限性——貓科動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，胡子是一種極為奇妙的組織，圍繞小小的胡子，產(chǎn)生了無數(shù)的研究和發(fā)現(xiàn)。對它的探索，不應(yīng)該止步于一個小小的故事。

此胡非彼胡

對人類而言，胡子是男性臉上的毛發(fā)。但這里的“胡子”，指的是哺乳動物一種特殊的具有感覺功能的毛發(fā)，分布于嘴的周圍、臉、眼睛上方和前肢，英文叫vibrissae（有時也叫whisker，但whisker也指人類的胡子，不是很準確，所以我們不用這個詞）。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稱為觸覺須。

觸覺須除了長在嘴巴周圍，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)的哺乳動物都有觸覺須，完全沒有觸覺須的只有兩類：一類是單孔目（下蛋的哺乳類，例如鴨嘴獸），一類是各種大猿，包括人（又不帶人類玩兒是吧？）。

觸覺須比普通毛發(fā)更長、更粗，毛囊特別大，毛囊周圍分布著發(fā)達的觸覺須神經(jīng)（vibrissal nerve），來自于三叉神經(jīng)（trigeminal nerve）的眶下神經(jīng)（infraorbital nerve）。

某個研究中對生物放電的記錄標志，可以看出觸覺須（vibrissae）下的黑點為毛囊，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)雖然是個死東西，但它受到的壓力會傳導給毛囊內(nèi)的機械感受器，而后由深層和淺層的觸覺須神經(jīng)收集觸覺信息，傳遞給大腦。在一些胡須觸覺特別敏感的動物，比如老鼠、尤金袋鼠（Macropus eugenii）、加州海獅（Zalophus californianus）的大腦里，還有負責處理胡須觸覺信息的腦區(qū)。

探路和識物

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

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

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

除了探路，觸覺須還可以識別獵物。

小臭鼩的視力很差，而且在夜間捕獵，所以它主要依賴觸覺來識別獵物。靠著敏感的觸覺須，它可以準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。小臭鼩是最小的哺乳動物，體重1~3克，蟋蟀比它小不了多少，而且蟋蟀會用帶刺的后腿發(fā)起猛踢，所以攻擊獵物要害是很重要的。

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

小臭鼩的觸覺須有長的和短的兩種?？茖W家做過實驗，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。這說明了觸覺須對它識別獵物的重要性。

有趣的是，小臭鼩還會攻擊蟋蟀的塑料模型，說明它可以憑觸覺須來識別物體的整體形狀，就像我們用視覺一樣。

它們也有胡子？

另一群善用觸覺須的獵手是龐然大物。

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

海豹的胡須是波紋狀的，而且可以用來感受魚群的尾流｜參考文獻[4]

海豹的觸覺須極其敏感，可以感覺到每秒245微米（每小時0.88米）的微弱水流，憑借這種能力，它甚至可以感知到180米外鯡魚游過的尾流。科學文獻記載過失明但依舊健康的野生海豹，可見觸覺須的感知之強。

最古怪的觸覺須使用者，也是我們認為最不應(yīng)該有“胡子”的動物。一般認為，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須毛囊變成了全新的東西：電感應(yīng)裝置。它上頜的觸覺須毛囊呈壺腹狀，周圍密布毛細血管和發(fā)達的三叉神經(jīng)眶下神經(jīng)，毛囊內(nèi)充滿凝膠狀物質(zhì)。這是一個對微弱電流極為敏感的感應(yīng)器，鴨嘴獸和一些軟骨魚也有類似的器官。

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

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

胡須里的秘密

人類雖然沒有觸覺須，但觸覺須對科學家也有特別的價值。

觸覺須的排列順序像指紋一樣，千“人”千面，每個動物都不一樣。

我們對動物進行比較深入的研究時，經(jīng)常需要進行個體識別。比如你想知道某地有幾頭獅子，就得認識當?shù)氐拿款^獅子，否則可能把一頭獅子錯認成十頭，或者把十頭獅子認成一頭。因此，動物學家需要找出一些獨一無二又容易識別的特征——觸覺須就是這樣一種線索，動物學家已經(jīng)利用觸覺須成功識別了獅子、海獅和北極熊個體。

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

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

胡子的成分可以告訴我們動物吃過什么。人類種植的一些植物，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中子）。那么，吃了“人類的食物”的動物（比如老鼠），以及吃了“吃了‘人類的食物’的動物”（比如會吃老鼠的獰貓），體內(nèi)也會有較多的碳13同位素——我們就可以通過分析觸覺須里的碳13含量，判斷這個動物的生活對人類的依賴程度。

獰貓（Caracal caracal）｜Leo za1 / Wikimedia Commons

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

不過，因為毛發(fā)的生長不像年輪那樣嚴格地一年一輪，想解讀這本“日記”還需要一些技巧。科學家為此設(shè)計了實驗：給動物園里的獅子和豹子吃一段時間的長頸鹿肉，再檢查觸覺須里面的碳13含量。動物園平時喂食的是碳13很多的牛和雞，長頸鹿的碳13很少。因此，如果知道了觸覺須哪一段碳13含量低，再參照喂長頸鹿肉的時間，就可以推算出觸覺須生長的速度，以及食物里的元素進入到觸覺須中所需的時間。

觸覺須記錄了許多信息｜Keven Law/ Wikimedia Commons

對于觸覺須的研究，已經(jīng)有上百年的歷史，但在許多方面還是藍海。胡子伸進的不是老鼠洞，而是蘊含了無數(shù)哺乳動物秘密的洞。

參考文獻

[1] Grant R A, Goss V G A. What can whiskers tell us about mammalian evolution, behaviour, and ecology?[J]. Mammal Review, 2022, 52(1): 148-163.

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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

題圖來源：翻墻

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