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在我们的日常生活中,鼻子发挥着双重作用:它不仅是呼吸的通道,还是我们的嗅觉器官。嗅觉在无声无息中扮演着至关重要的角色。有时,在眼睛和耳朵还未察觉到潜在的危险时,鼻子已经敏锐地捕捉到了焦糊的气味,提醒我们警惕火灾的威胁。我们拿起某些物品时,只需轻轻一闻,就能对其有所了解。
那么,为什么我们的鼻子能够感知并分辨出如此多的气味呢?这背后隐藏着怎样的科学原理呢?
这要归功于一种特殊的元——嗅觉细胞。这些细胞形态独特,双极元结构使得它们能更有效地捕捉气味分子。细胞的顶端特化为纤毛,增大了与气味分子的接触面积。鼻的黏液包裹着这些纤毛,其中含有气味结合蛋白(OBP)。OBP先吸附空气中的气味分子,再与嗅觉细胞上的嗅觉受体结合,启动一系列的信号传递过程。
人类的嗅觉能力让人惊叹:我们能感知并记忆一千多种不同的气味。相较之下,猫和狗的嗅觉能力更是强大无比,能感知到数万种气味。科学研究发现,基因在其中扮演了重要角色。一组由一千种不同基因组成的基因家族,虽然只占我们基因总量的很小一部分,却能形成大量的嗅觉受体种类。
这些受于鼻上皮上端的嗅觉受体细胞内,能够探测到吸入的气味分子。每个嗅觉受体只对特定的几种气味敏感,成千上万的嗅觉受体共同作用,就能感知到千变万化的气味。
空气中的“有味”分子通过鼻孔进入体内后,与嗅觉受体结合并激活嗅觉细胞。随后,这些细胞将电信号传送到微型嗅球,再进入复杂的网络中,最终传达到脑部。脑皮层会将接收到的每一种气味进行整理归档,使我们在闻到某种气味时能够回忆起相关的经历或联想到某种事物。
我们习惯于将气味分为“宜人”和“不愉悦”,这是因为我们的嗅觉具有分辨力。从远古时代起,那些以为生的祖先或许拥有与野兽相媲美的灵敏鼻子。随着人类大脑的进化以及进化过程中的种种演变,不同动物的嗅觉能力逐渐出现了差异。尽管人类的嗅觉能力会随着时间逐渐退化,但通过增加对嗅觉的刺激,我们或许可以保持我们的嗅觉敏锐。