概述
動物可以將激素分泌到體外,使同種屬的其他動物感受到這種外激素。外激素在很多動物中存在,從單細胞動物一直到哺乳動物。外激素是否在人類中存在及其重要性,卻沒有定論。動物可以通過外激素來告訴其他動物自己的行為和內分泌狀態,它們可以載有動物的社會和性狀況信息。
作用
外激素信號作用於其他動物後,通常有兩類反應:一種是感受動物立刻“釋放”反應,比如打架或者交配;另一種是比較長久的效果,比如感受動物的生理和內分泌激素水平被改變。有些動物把外激素撒到自己地界上,告訴其他動物這是自己的領地,閒人莫入。有些雄蝦,是在尿液里含外激素,兩雄蝦相鬥,看誰撒出來的外激素多而定社會地位,勝利的一方遇見失敗的一方時會昂首挺胸,而失敗者則自動讓道。雄性亞洲大象在幼年時發出的外激素是甜甜的,以告訴其他成年雄象:我還小,不會和你們競爭;成年雄性卻換一種外激素告訴其他大象:我成年了,要和雄象分開,而歡迎雌象。
許多雌性動物用外激素傳遞自己特別適合受孕的時間。科學家們發現了反映母狗適合受孕的外激素後,把它塗到一隻沒有動情的狗身上,其他公狗就會因被誤導而性趣盎然,不管塗了這外激素的狗是母的還是公的。
分子特性
外激素的化學和分子特性多樣。外激素分子作用很強,只要有很少一點點,就可以被其他動物所感知。一個母飛蛾所含的吸引雄性的外激素,如果全部分泌出來,足夠吸引10億個公蛾子。感受外激素的結構對於不同動物是不一樣的。在哺乳類動物中,是在鼻子裡面的一個結構,和通常的嗅覺並不相同。嗅覺的感受細胞分布在鼻子裡的大部分黏膜上,而外激素的感受細胞在鼻中膈區的一小塊特定黏膜上。嗅覺和外激素感受的信號由兩套分開的神經通路一級一級傳送到腦中。可以用實驗手段有選擇性地“禁止”其中的一個感覺,而保留另外一個感覺。科學家們已經找到了一些參與老鼠外激素感覺感受的分子。利用基因剔除方法,可以去除其中某個參與外激素感覺的分子。結果發現,沒有外激素感受的雄鼠,不識雌雄,不管碰到雌的還是雄的,都試圖上去交配。而正常的雄鼠碰到雄的要打架,碰到雌的才交配。所以老鼠辨認雌雄是靠外激素,而不是靠一般的嗅覺,也不是靠觀看異性(視覺)或撫摸異性(觸覺)。
相關現象
尋找外激素分子,除了可以在動物中發現一些有趣的現象外,還有多方面的意義。比如,可以利用昆蟲的外激素來控制它們。事實上,對於昆蟲的外激素人們了解得要多一些,而對於哺乳動物的外激素分子,除了對存在於老鼠尿液中的有過一些研究外,總的來說了解得比較少。
昆蟲外激素
已經發現昆蟲外激素有四種:性外激素、聚集外激素、告警外激素和追蹤外激素。外激素一般是由昆蟲的體表腺體分泌到體外的一類揮發性的化學物質,作為化學信號來影響和控制同種的其他個體,使它們發生反應。
性外激素
性外激素是成蟲(多為雌性成蟲)的腹部末端或其他部位的腺體所分泌的一種外激素。羽化為成蟲的當晚或次日晚分泌達到高峰,三日內未交尾,分泌作用將逐漸消失,羽化後交尾前釋放性外激素。性外激素的作用是引誘同種異性個體前來交尾。性外激素具有靈敏度非常高的特點,億分之一克的性外激素就可以引起異性的性興奮,森林中一隻舞毒蛾(害蟲)釋放0.1μg的性外激素就可以引誘幾百米以外的異性前來交尾。性外激素還具有物種專一性的特點,只作用於同種異性個體。昆蟲感受性外激素的部分是觸角,然後沿著由低濃度到高濃度的方向找到異性個體,完成交尾。用昆蟲的性外激素作成的性引誘劑,已用於害蟲的防治上。用二氯甲烷提取性外激素來誘殺雄性害蟲,是控制害蟲繁殖的好辦法。
聚集外激素
聚集外激素是螞蟻、白蟻、蜜蜂等營群體生活的昆蟲所分泌的一種外激素。由於群體具有“社會性”,個體之間有強烈的相互依存關係,這種激素起重要的信息聯絡作用。蜜蜂自然分群,就是蜂王分泌聚集外激素,把蜜蜂聚集起來,形成一個新的蜂群。
告警外激素
告警外激素是螞蟻、白蟻等營群體生活的昆蟲,在受到其他動物侵襲時所分泌的一種外激素。這種激素可以用來告警同類個體,從而保存群體。七星瓢蟲、草蛉是蚜蟲的天敵,每當個別蚜蟲發現天敵前來襲擊時,它就分泌這種激素,用以通知別的蚜蟲。
追蹤外激素
追蹤外激素是營群體生活的昆蟲個體離巢外出時,為能再歸巢所分泌的一種外激素。螞蟻在覓食的路線上分泌這種激素,藉以告知其他個體沿此路線前進,當食物搬運完畢,分泌物揮發完,線路也就自然取消。