【科學普及】惺惺相「吸」,耐人尋「味」 ——淺談信息素

原創 童夏靜、李乾等 細胞世界

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德國著名導演湯姆·提克威拍攝的電影《香水：一個謀殺犯的故事》堪稱經典。觀眾仿佛跟隨著嗅覺異常靈敏的主角不斷感受他所探尋到的特殊氣味，步入了一個奇幻紛雜的世界。電影中提到，每個人都有其獨特的體香，由此構成獨特的「二維碼」，發揮著類似信息素的作用。但生物體的信息素究竟是什麼？它如何發揮作用——我們人類真的存在信息素的交流嗎？

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圖一：電影《香水：一個謀殺犯的故事》劇照。

01 信息素無處不在

首先我們來了解一下信息素（pheromone，音譯為費洛蒙）。信息素是指由生物體分泌到體外，被同物種的其他個體感知並引起後者特定生理或行為反應的物質。它也被稱作外激素，以區別於生物體內部的化學信息物質——激素(hormone)。

對信息素的研究可追溯至19世紀初。法國自然學家Jean-Henri Fabré發現，一隻雌性帝王蛾可以吸引幾十隻雄蛾，他只要不密封裝有雌蛾的箱子，雄蛾即使看不見雌蛾仍然會飛向雌蛾。雖然Jean-Henri Fabré並未聞到任何氣味，但他堅信一定是雌蛾釋放了某種氣溶性小分子從而吸引了雄蛾。19世紀50年代末，德國科學家Butenandt的實驗團隊成功提取了蠶蛾的信息素——蠶蛾醇。他們提取了30多萬隻雌性蠶蛾的信息素，獲得了5.3 mg蠶蛾醇。每隻雌蠶蛾只分泌出極微量的蠶蛾醇，卻足以吸引遠距離之外能嗅到蠶蛾醇的雄蠶蛾（圖二）。蠶蛾醇是人類首次分離出的一種信息素。

圖二：雌性蠶蛾分泌的性信息素能吸引雄性蠶蛾。

此後，科學家陸續發現信息素在很多動物（高等和低等）中廣泛存在。不同類型的信息素介導著動物方方面面的社會行為。按照其誘發的行為可將信息素分為性信息素、驅逐信息素、蹤跡信息素、分散信息素、聚集信息素、社會信息素、領地信息素以及示警信息素等。舉例來說，線蟲在飢餓等惡劣環境下會釋放滯育信息素，誘導線蟲進入滯育期來抵抗惡劣環境；未性成熟小鼠淚腺中含有未成年信息素，能抑制成年小鼠對其產生性行為；發情期的雌性倉鼠能分泌性信息素，可誘發適齡雄鼠的交配行為；公豬唾液中含有性信息素，可直接引誘發情期母豬做出交配姿勢；受傷或受威脅的大鼠會釋放應激信息素，引起其他大鼠的應激反應；母兔乳汁中的信息素能夠引導初生兔子尋找乳頭……不一而足。科學家們也已鑑定出了上述各個信息素的化學結構。

02 人類是否也存在信息素？

作為視覺動物的人類，是否像其它物種一樣也有信息素？

人類的氣味主要來源於汗腺和皮脂腺的分泌物，這些分泌物在人體細菌的參與下生成很多有氣味的分子，使得每個個體擁有複雜的、各不相同的氣味（圖三）。人的氣味受性別、年齡、人種、疾病、藥物等因素影響。個體的氣味短時間內可能會因為出汗，發熱，使用發香日用品而改變；長期的體味變化大部分源於體表菌群的改變，也受人體代謝的影響。一對夫妻共同生活久了，體味會趨近。因此，人類的這些氣味是很可能成為信息素的。

據研究報導，女性腋窩汗液和眼淚的信息素會控制排卵、影響情緒，吸引異性伴侶。女性傷心的淚水也可能分泌出信息素，從而抑制男性的性衝動。另外，當女性生活在集體宿舍中，腋窩的氣味影響可以介導月經的同步。而新生兒對母親天然的親近則可能來自於母親乳汁或乳腺分泌的信息素。這些都是人類具有信息素的有力證據。不過到底是哪些具體的化學物質發揮上述信息素的功能，仍是未知的。

圖三：人類的皮膚擁有三種腺體，從左到右分別為皮脂腺(Sebaceous gland)、小汗腺(eccrine gland)和大汗腺(apocrine gland)，個體的氣味就是由它們共同製造的。

此外，有兩種具體的類固醇物質被認為很可能是人類的性信息素，即雄甾二烯酮和雌甾四烯（圖四）。雄甾二烯酮主要存在於男性的精液、腋下的皮膚及毛髮上，可以提高女性的情緒狀態，降低負面情緒，對男性卻起相反的作用；雌甾四烯最初發現於女性的尿液中，可對男性的情緒產生正面作用，提升其情緒狀態。據研究報導，這兩種類固醇物質對於性別識別似乎也有一定的作用，它們可以有效地傳遞性別信息，從而影響信息素接收者的性別感知。其中，雄甾二烯酮作用於異性戀女性和同性戀男性，使他們將未知對象更多地判斷為男性；相反，雌甾四烯作用於異性戀男性和同性戀女性，使他們傾向於將未知對象判斷為女性；而對於雙性戀傾向的個體而言；這兩種物質則沒有表現出明顯的差異傾向。

圖四：潛在的人類性信息素。

03 我們怎樣感知信息素

動物感知信息素有賴於嗅覺系統。大多數兩棲類、爬行類和哺乳動物都擁有主、副兩套嗅覺系統（圖五）：以嗅上皮 (main epithelium, MOE)為感受器官的主嗅覺系統（包括主嗅球），和以犁鼻器(vomeronasal organ，VNO)為感受器官的副嗅覺系統（包括副嗅球）。

圖五：小鼠的主嗅覺系統和副嗅覺系統。

生物學家們一度認為犁鼻器和嗅上皮的分工完全不同，即犁鼻器負責感知信息素，嗅上皮負責識別揮發性氣味。但最近的實驗證據顯示實際情況更為複雜也更為有趣，科學家們發現了由主嗅覺系統感知的信息素(如甲硫基甲硫醇、雄烯酮)，證明在不同物種中兩套嗅覺系統均可感知信息素，而解剖學證據表明成年人類缺乏功能性犁鼻器和副嗅球系統。因此，人類很可能是通過嗅上皮探測信息素的（圖六）。

圖六：人類只有包括嗅上皮和主嗅球在內的主嗅覺系統。

目前，關於人類信息素的研究較少，尚有許多未知的領域等著我們去探索——但無論如何，請相信你總在散發信息素，散發你獨特的個人魅力！

（圖片來自或改編自網絡）

作者簡介：

童夏靜博士，上海科技大學生命科學與技術學院助理教授、研究員，中國細胞生物學學會六期WLLA學員，上海女科學家聯誼會會員，主要研究突觸平衡及可塑性的遺傳學基礎，以及受社交環境如信息素等的調控機制。

李乾博士，上海交通大學醫學院研究員，主要從事嗅覺系統發育和功能及相關疾病研究。

曾萬新、錢康英、郝越，上海科技大學博士研究生。

1980-2020

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原標題：《【科學普及】惺惺相「吸」，耐人尋「味」 ——淺談信息素》

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