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Lee Mick Demi | 717-513-7443 | lmdemi@ncsu.edu
Michelle Jewell | 919-515-3766 | majewell@ncsu.edu
进化是否解释了为什么我们无法抗拒咸薯片的诱惑?北卡罗来纳州立大学的研究人员发现，食物元素组成和动物元素需求之间的差异可以解释咸、鲜和甜等美味的形成。
味道告诉我们食物在被吞咽和消化之前的很多信息，有些味道与食物的元素组成相对应。例如，一份陈年的牛排能激活鲜味受体，因为它含有高浓度的氮元素，而氮元素存在于氨基酸分子中。氮是生存所必需的，但相对于动物的需求，氮的浓度往往较低。同样，钠在自然界的许多食物中都是有限的——想想生命之前超市。所以，如果你需要钠来生存——所有的动物都是这样——你更有可能已经适应了咸的口味，并去寻找咸的食物。
“营养失衡，即使是在元素水平上，也会限制动物的生长和新陈代谢，”该研究的合著者、北卡罗来纳州立大学的博士后研究员李·黛米(Lee Demi)说应用生态学系．“我们推测，动物应该已经进化出了品尝并享受某些元素和营养的能力，这些元素和营养由于在典型食物中的浓度较低，最有可能限制生长。”
为了调查这一假说，Demi和他的同事们将三种动物(哺乳动物、鱼类和昆虫)的身体元素组成与大多数食物网的基础植物的元素组成进行了比较。他们预测，食用由稀有或不可预测的特定元素构成的食物的动物，更有可能拥有味觉感受器，当它们找到相同元素时，这些味觉感受器会奖励它们。
“因为动物改变自身元素组成的能力非常有限，‘食如其人’这句老话并不适用，”黛米说。“相反，动物们会因为‘吃自己想要的东西’而得到令人愉悦的味觉奖励，至少从元素组成的角度来看，这有助于减少饮食营养限制的前景。”
这对于杂食性和草食性动物来说尤为重要，因为它们吃的食物种类繁多，营养质量各不相同。在这个框架内，味觉成为一种工具，帮助消费者优先选择他们应该搜索和消费的食物，这样他们就不会浪费时间在这些必要元素较少的食物上。同样，味道也可以告诉消费者避免含有过多他们需要的某一元素的食物。这就是为什么吃一把薯片比吃一把食盐更有吸引力的原因。
你在食物链中的位置可以预测你的味觉系统的复杂性。一些顶级掠食者，如逆戟鲸，在进化过程中失去了许多味觉感受器。这项研究表明，与食草动物或杂食动物相比，食肉动物的饮食中不太可能出现强烈的元素失衡。因为它们的猎物已经满足了它们的基本需求，捕食者在维持复杂的味觉系统时经历的选择压力更小。然而，这些顶级掠食者一直对盐情有可原，如果食用过量，盐会对它们造成伤害。
“对某些食物的亲和力一定有强大的进化驱动力，因为没有味道，动物将被迫过度消费一切，以期达到生长发育所需元素的神奇比例，”他说本杰明阅读他是这项研究的合著者，也是北卡罗来纳州立大学应用生态系的教授。“他们会吃得太多，最终会排出大量不需要的东西，这是没有效率的。”
研究小组还发现了哺乳动物、鱼类和昆虫味觉趋同进化的有力证据。尽管在系统进化树上相距遥远，但每一种类群都适应了优先考虑相同罕见元素的口味，包括钠、氮和磷。
“磷特别有趣，因为最近发现的味道与磷酸盐联系最紧密，而磷酸盐也是许多核酸、ATP、磷脂等中磷的主要形式，”他说布拉德•泰勒他是这项研究的合著者之一，也是北卡罗来纳州应用生态学系的教授。“磷酸盐是最容易被植物吸收的磷形式，通常是生物体和生态系统中主要的生长限制元素。因此，基本形式、味觉受体、有机需求和生态系统之间的联系是非常直接的。”
虽然味觉的神经生物学过程已经得到了广泛的研究，但这项研究是首次探索味觉作为最佳觅食的进化工具。研究人员认为，这可能开启了一个新的思考领域，即味觉如何表明动物如何通过觅食、营养循环和其他生态学核心原则影响它们的环境。
纸”,理解动物营养味道的进化:从生物化学计量学和营养几何学的见解，发表在该杂志上生态学与进化．这篇论文的共同作者是迈克尔·托尔多夫莫奈尔化学感觉中心；和罗伯•邓恩来自北卡罗来纳州应用生态系和丹麦自然历史博物馆。
这项研究得到了美国国家科学基金会(拨款编号1556914)、应用生态学系和北卡罗来纳州立大学朱尔斯·西尔弗曼博士的支持。
朱厄尔-
编辑:研究摘要如下。
理解动物营养味道的演变:从生物化学计量学和营养几何学的见解
作者: Lee M. Demi, Brad W. Taylor, Benjamin J. Reading, North Carolina State University;Michael G. Tordoff, Monell化学感觉中心;Robert R. Dunn，北卡罗莱纳州立大学和丹麦自然历史博物馆
发表2021年5月11日生态学与进化
DOI: 10.1002 / ece3.7745
摘要字体味觉生物学的一个主要概念上的空白是缺乏一个理解动物物种之间不同味觉模式进化的一般框架。本文从生物化学计量学和营养几何学两个互补的营养框架出发，对动物不同味觉形态的进化进行了假设。我们描述了Na-、Ca-、P-、N-和c -含化合物诱人的味道是如何与这两种框架的原则相一致的，基于它们对营养失衡和消费者稳态的共同关注。具体来说，我们认为，通过识别动物组织中比植物组织中更集中的单个元素，可以预测多种营养味道模式的进化。此外，我们还讨论了消费者体内平衡如何帮助我们理解为什么一些味道化合物(如钠、钙和磷盐)可以根据浓度的不同而具有吸引力或厌恶感。我们还讨论了这些互补框架如何有助于解释不同味觉形态的进化历史，并提高我们对导致某些动物谱系中味觉能力丧失的机制的理解。在这里提出的想法将刺激研究，桥梁的领域，进化生物学，感觉生物学和生态学。
这篇文章是出版应用生态学系。
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