发现和认识食物

来自潜在食物资源的各种各样的气味,已知会吸引或排斥远处的动物。在找到可能的食物后,近距离的气味和味道共同决定了可接受性,尽管在许多情况下捕食者而大多数鸟类,视觉线索往往占主导地位。每一个动物群和一些种有特殊的特征偏好由挥发性和非挥发性营养素和非营养素的整体混合决定。不同的营养需求和经验也会影响人们的选择。

我们可以做一些概括。例如,对含有常见于食草动物杂食动物在食肉动物中并不常见。人类能尝出苦味物质的能力,可以用来检测摄入后有毒的物质。食草动物的这种能力似乎比食肉动物更发达。食肉动物受到刺激口味动物性蛋白的动物性蛋白的特点,尤指某些氨基酸以及它们的分解产物。极端多面手,比如老鼠之类的灵长类动物美国人通常会尝试新食物,然后吃更多这些食物或拒绝它们,这取决于消化后的影响。大多数动物学会使用气味味道,或其他线索来改善或平衡它们的营养吸收,并减少毒素的摄入。专家,比如考拉而帝王蝶往往会被食物中的化学物质所吸引或刺激。

不同的觅食策略可能涉及相关的化学感觉特征。例如,相对于坐着等待猎物的蜥蜴,蜥蜴这些积极的觅食动物严重依赖化学物质歧视使用犁鼻器。草食动物通常歧视具有高浓度植物次生代谢产物的植物,例如生物碱酚类,萜类化合物.高水平的丹宁酸,对人体有涩味,通常是威慑对于食草动物来说,含有生物碱的植物,对人类来说往往是苦涩的,往往会被食草动物排斥。的tassel-eared松鼠里面藏着黄松树枝松树作为冬季食物,喜欢收集α-蒎烯(一种单萜烯)含量低的细枝。有许多这样的例子被记录下来,其中一些可能来自学习,但许多是天生的。化学接受与行为反应的结合在昆虫中得到了最好的表征。

植物化学物质

化学物质植物包括一系列的营养成分化合物,例如糖,蛋白质,和脂质.此外,植物产生各种各样的化学物质,这些化学物质不是来自初级代谢途径,而是具有一些生态信号功能。这些次生化合物可能是挥发性的,因此可能影响距离植物一定距离的动物。相比之下,其他化合物是不挥发性的,直到动物与植物接触(例如,咬入)才被检测到。这些化合物属于几种不同的化学类,包括生物碱、非蛋白质氨基酸、生氰类配糖体、萜类、硫代葡萄糖苷和酚类化合物。已知的化合物有成千上万种,它们在植物中的分布通常仅限于特定的类群。例如,卷心菜家庭是特征通过硫代葡萄糖苷及其分解产物,其中包括挥发性硫氰酸酯;卢平含有喹啉类生物碱;洋葱包含thiosulfinates;和薄荷含有单萜类化合物。这些化合物主要负责这些植物的气味和味道,人类和其他动物都能感知到。一种特殊的化学物质通常只存在于某一属或某一种植物中。由于这些化学物质会影响遇到它们的动物的行为和适应性,因此它们在确定动物食用的植物范围方面具有重要意义。

工厂- - - - - -喂养动物可能是多食性的(如果它们吃来自几个不同科的植物),也可能是寡食性的(如果它们只吃一个科的植物),或者是单食性的(如果它们只吃一个科的植物)或一种植物。这些差异取决于植物化学而且,在很大程度上,还取决于动物的嗅觉和味觉。

吸引力

植物气味通常是复杂的混合物,但它们通常以特定的化学物质为特征。例如,卷心菜科植物的特有气味(对人类而言)是由含有异硫氰酸盐的化合物。薄荷的味道,薰衣草而松树则以不同的萜类为主。由于大多数昆虫都是单食性或寡食性的,不同植物气味的不同往往使它们能够在远处定位特定的寄主。众所周知,许多不同的蝴蝶、飞蛾、苍蝇、甲虫和昆虫都会飞向寄主植物的气味蚜虫.这种昆虫身上有受体细胞天线适当的化合物。例如,天线感觉系统根蝇对白菜中的异硫氰酸酯反应强烈,但对洋葱产生的大多数二硫化物反应微弱。相比之下,近亲洋葱蝇的触角感觉系统对洋葱中的二硫化物反应强烈,而对卷心菜中的异硫氰酸酯反应微弱。这些触角反应的差异调节了这些昆虫朝向各自寄主植物运动的差异。

许多产生吸引传粉者的特有气味。这些气味是挥发性二次化合物的混合物,包括萜烯,衍生物脂肪酸,以及芳香族酚类化合物。昆虫触角上的感受器对这些化合物有反应。然而,虽然对树叶气味的反应通常是天生的,但对特定花的气味的反应在很大程度上是后天习得的,因为大多数昆虫传粉者并不特定于特定的植物。为了增强一个昆虫将访问同一物种的植物的概率,昆虫必须联系的存在花蜜带着它上次造访的花朵的香气。这改善了觅食效率并增加了交配的机会授粉在一种植物中。因此,花的气味是独特的,是特定种类的化合物混合物。有的花,如阿鲁姆腐尸花这些植物都有不同的气味,对人类来说是令人不快的。这些花由苍蝇、飞蛾或甲虫授粉,这些昆虫通常会被腐肉吸引,并在腐肉上产卵。

Phagostimulation

所有植物包含碳水化合物蛋白质、氨基酸和各种脂类,这些都是动物潜在的营养物质。其中一些化合物可以被动物品尝,通常具有刺激性喂养因此被称为吞噬刺激剂(基于希腊语)phagein,意思是“吃”)。一般来说,营养化合物的味道通常是喂养所必需的,并用于调整食用量,以使机体保持适当的营养平衡。然而,吞噬刺激物在决定动物所吃植物的范围上并不起主要作用。相反,动物所食植物的范围在很大程度上是由植物的次生化合物决定的。

虽然大多数次生化合物都是威慑巨大的在大多数物种中,在某些情况下,这些化合物对动物来说是重要的信号刺激,表明它有正确的食物。对于许多在含有特有化学物质的植物上寡食或单食的昆虫来说,情况也是如此。例如,卷心菜科的植物含有含硫化合物,对那些习惯只以这些植物为食的昆虫来说,它们是一种标志刺激。如果没有这些化合物,这些昆虫就不会进食。这并不是因为这些化合物含有一种能提供必要营养的化学物质。在少数情况下,已知昆虫有受体细胞感觉器它们的口器或跗关节对含硫化合物特别敏感,这可能在具有化学确定的寄主植物范围的昆虫中很常见。这些相同的化学物质可以阻止不以这些植物为食的昆虫,也可以阻止以它们为食的昆虫。

威慑驱虫剂

许多二级化合物挥发性低,通常起降低或完全降低作用抑制大多数以植物为食的昆虫。二级化合物只在动物接触到植物这种情况通常发生在动物咬入植物时。奎宁和其他生物碱是威慑的例子,如硫代葡萄糖苷和环烯醚萜苷。哺乳动物的苦味感受器能检测到这些化合物。蚱蜢蝴蝶和飞蛾也有对一系列次级化合物有反应的细胞。这些细胞的活动与厌恶行为相关,它们通常被称为威慑细胞。植食性甲虫可能没有这些细胞,它们对寄主植物的选择可能取决于二级化学物质对感觉细胞活性的间接影响,这些感觉细胞的活性表示可接受性。

只有少数例子是已知的植物气味导致昆虫远离源头。芳樟醇是一种非常常见的花香成分,已知它对胡萝卜蚜虫有驱避作用,Cavariella.这可能是一种普遍现象,但很少有人对此进行研究。

喂养决定

动物是否吃植物取决于吞噬刺激作用,主要是由营养化合物和信号刺激物引起的威慑影响,由多种次生化学物质引起。多食性昆虫吃的许多植物对寡食性或单食性物种来说是不可口的,即使所有这些昆虫可能接收到关于植物化学的相同感官信息。在多食性物种中,威慑化合物在中枢神经对信息的解释中不如选择性馈食者重要。没有食物或水的昆虫往往不太重视威慑信号,因此会吃各种各样的植物。剥夺的时间越长,可食用的植物种类就越多。

食血的昆虫

以脊椎动物为食的昆虫,例如蚊子采采蝇,在定位和识别他们的主机时使用类似的响应。然而,它们使用的化学信号是不同的。宿主的气味导致起飞,然后逆风飞行,或者像一些采采蝇一样,通过视觉定向飞行。乳酸来自人体的汗液是很重要的诱食剂一些蚊子,辛烯醇和丙酮呼吸的气味也是引诱剂。吸血昆虫在它们的天线对这些化合物很敏感。二氧化碳也是几种吸血昆虫的激活剂和引诱剂。的受体二氧化碳不仅在以血为食的昆虫中,而且在其他几种昆虫中,这些感受器通常位于上颌触须上(与口器相关的感觉结构),而不是在上颌触须上天线.当昆虫到达潜在宿主时,宿主皮肤上的化学物质可能会影响昆虫的行为,尽管人们对这些化学物质的作用知之甚少。一旦昆虫开始探查宿主组织,二磷酸腺苷(ADP)和三磷酸腺苷(ATP)被释放红细胞它可能起到吞噬刺激物的作用,使昆虫大啖血液。虽然许多吸血昆虫的受体对ADP和ATP敏感,但其他昆虫的受体对不同的化合物敏感。