[科普中国]-小伙伴又来骗吃骗喝？褐家鼠靠鼻子就能识破

俗话说，“予人玫瑰，手有余香。”

我们从小就被教导要乐于助人。实际上，不只是人类，无亲缘关系的个体之间的利他行为在动物中广泛存在。比如《自然》上曾有研究发现， 普通吸血蝠 （ Desmodus rotundus ） 会反刍血液作为救命餐，喂给挨饿的同伴。

但问题是，施予者 怎样判断对方的需求是否真实 呢？

为了提高获得帮助的几率，接受者会主动表达请求 ，比如通过声音和肢体动作，来传达“快帮帮我”的信息。就好比大街上有陌生人泪汪汪地对你说他饿坏了，求你施舍十块钱来买面包吃，怎么才能确定他是真的饿，还是在骗吃骗喝呢？

2020年3月刊发于《公共科学图书馆·生物学》 （PLOS Biology） 的论文从 褐家鼠 （ Rattus norvegicus ） 身上找到了答案。来自伯尔尼大学的卡琳·施内贝格尔 （Karin Schneeberger） 等人发现，野生型褐家鼠 仅仅通过嗅觉信号，就能判断同伴是饥是饱，从而调整提供帮助的程度 。

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

提供什么程度的帮助，

这是个问题

为了给褐家鼠制造互相帮助的机会，研究人员提供了一套给食装置：一个托盘，一头放着食物，另一头带有拉杆。两只褐家鼠彼此分隔，其中一只可以拉动拉杆，从而带动托盘，让另一只获得食物。

（给食装置图 | Res Schmid）

参与实验的褐家鼠互不相识，并且全部为雌性，共分为三种角色：“女主”是 测试鼠 ，是实验的观察对象，它们懂得合作，并且会用给食装置；“女配一”是 合作鼠 ，它们接受过特殊训练，总是会拉动托盘来帮测试鼠获得食物；“女配二”是 气味鼠 ，专门给测试鼠提供嗅觉信号。

在实验中，20只测试鼠和4只合作鼠被随机配对，并放进相邻的有机玻璃箱中。为了排除视觉和听觉信号干扰，研究人员遮挡了两个箱子相邻的一面，并且用泵不断抽走合作鼠箱内的气味，泵的噪音还阻碍了两鼠之间的声音交流。与此同时，气味鼠被放进另一个房间的箱子，里面的空气被泵到测试鼠的箱内。也就是说， 测试鼠接收到的只有来自气味鼠的嗅觉信号 。

（实验设置，其中箭头代表空气流动方向 | 参考文献[5]）

实验分为两个阶段：

在 体验阶段 ，测试鼠在合作鼠的帮助下获得食物，同时闻到的是吃饱的气味鼠箱子里的空气。对于蒙在鼓里的测试鼠来说，这就相当于吃饱的同伴在给自己送吃的。

到了第二天的 测试阶段 ，测试鼠会随机闻到饿了一晚上的气味鼠，或是吃饱的气味鼠箱子里的空气。每只测试鼠会经历两次实验，如果在第一次的测试阶段闻到饿鼠的气味，那么在第二次的测试阶段就会闻到饱鼠的气味，反之亦然。那么对于测试鼠来说，面对处于两种不同饥饱状态下的曾经帮助过自己的同伴，它的反应会有何不同呢？

研究人员记录了测试鼠在两次实验中首次拉动托盘的延迟时间。结果显示， 比起吃饱同伴的气味，饥饿同伴的气味会让测试鼠更快地拉动托盘 。换句话说，褐家鼠更愿意向饥饿的同伴伸出援手。

解密“饥饿的气味”

那么，这种来自同伴的“饥饿的气味”究竟是什么呢？

研究人员收集了饿鼠和饱鼠所在箱子中的空气，并对样品进行了主成分分析， 发现有7种化合物的含量存在明显差异 。

其中，4种和食物代谢过程有关的化合物水平在饱鼠中更高。这些物质可能直接来自于进食和消化，因此 可以作为衡量饥饿程度的指标 。另外，结肠细菌的代谢产物戊酸，仅在饱鼠中存在，说明这种物质 或许也与代谢活动直接相关 。

还有两种化合物仅在饿鼠中存在：一是 乙酸正丁酯 ，它存在于某些水果和木头当中。由于研究人员并没有给参与实验的褐家鼠投喂水果，他们怀疑被隔夜禁食的个体可能因为饥饿难耐，啃食了笼子里的木头。另一种是 3-甲基丁酸 ，有意思的是，它是雌鼠信息素的组分，在褐家鼠交流中的具体功能迄今还未明确，有待后续研究。

总之，在排除其他感觉影响的情况下，褐家鼠 可以仅凭嗅觉信号，来判断同伴目前的饥饱状态 ，并据此做出相应的帮助行为 。这种嗅觉信号要么来自刚刚摄入的食物，要么来自消化过程的代谢产物，甚至还有可能是一种指示饥饿的信息素。正因如此， 这种饥饿的气息不大可能假装 ，从而给褐家鼠提供了一种简便的判断机制，让它们对同类做出更恰当的回应。

实际上，利用嗅觉信号进行决策的动物或许不止褐家鼠一种，还有比如一开始提到的吸血蝠。马里兰大学的杰拉尔德·G·卡特 （Gerald G. Carter） 等人的研究表明，普通吸血蝠在给同伴喂血之前，会闻一闻对方或是给对方理毛，这可能是为了 通过嗅觉判断对方是否已经进食 。

至于我们人类，尽管无亲缘关系的人之间分享食物十分常见，但气味不大可能作为传递需求的信号，毕竟跟夜行性的褐家鼠比起来， 人类主要依靠视觉和听觉来沟通 。

（来，大家一起吃 | Pexels）

不过，甭管你看见办公室小伙伴午饭吃了多少，该分零食的时候还是分吧。

作者名片

作者：IvyP

编辑：悲催的铊宝宝

排版：雷颖

题图来源：《猫和老鼠》剧照

参考文献：

[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, Röder 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