研究人员发现鲨鱼的鼻子上具有“立体嗅觉”装置,能够在半秒钟内探测到极其微小的气味,并同时比较来自两个鼻孔所接收到的不同气味。当鲨鱼接收到周围的气味信号时,会迅速转向气味来源的方向。
这项发现发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上,解决了长期以来关于鲨鱼如何利用嗅觉定位的谜题。南佛罗里达大学的科学家们在8只巨头鲸和一只小灰褐鲸身上进行了实验。
该项目的首席研究员珍妮·卡迪内尔(Jayne Gardiner)博士在鲨鱼头上安装了两根管子,分别通向一个装有50升海水的罐子中,然后将咸鱿鱼的气味通过一根管子导入鲨鱼的鼻孔。通过这种实验方式,珍妮博士发现鲨鱼需要结合定向线索的组合,包括气味和海水的流向,来帮助它们判断方向并定位目标。如果通向两个鼻孔的气味间隔时间在十分之一秒到二分之一秒之间,鲨鱼会将头转向有咸鱿鱼气味的方向。
一位科学家表示:“如果鲨鱼两个鼻孔间所接收到的气味没有时间差,或者间隔时间过长(超过一秒钟),那么它们会做出与事实相反的判断。这些结果驳斥了当今一种流行的看法,即鲨鱼和其他依靠气味捕猎的动物都是通过鼻孔捕捉气味分子来判断方向和距离的。现在看起来这个理论并不完全成立。”
珍妮博士表示:“人们普遍认为动物通过捕捉气味浓度来辨别方向。大多数动物都有两个气味传感器,例如鼻孔或触须,它们通过比较每个传感器所接收到的气味浓度,然后转向信号强的方向。这个观点可能很难令人接受,但当气味被分散到流动的空气或水流中时,气味分子会变得异常混乱。”
将鲨鱼的嗅觉原理研究透彻,可能有助于研发更灵敏的水下机器人,用于探测化学物质泄漏源。目前墨西哥湾海域的石油泄漏事件就让科学家们头疼不已。
珍妮博士表示:“这项发现可应用于机器人的水下转向技术。此前的机器人被设计为根据气味分子浓度来追寻泄漏源方向,但很难像动物那样快速准确地定位泄漏源。”
随着墨西哥湾石油泄漏事件的发展,主要的泄漏口可以被轻易发现,但可能还有许多小的泄漏源尚未被发现。鲨鱼的嗅觉器官可以探测到一百万滴海水中的一滴血液,它们也常被动物分泌的化学物质以及排污口排出的污染物所吸引。