让猫欲罢不能的猫薄荷,到底对猫主子做了什么?

中科院物理所 2021-02-24 11:15

本文转载自公众号「 造就 」 ID:xingshu100,造就,发现创造力。



猫咪是众所周知的高冷动物,面对铲屎官往往也是爱答不理,但是,当猫遇到了神奇的猫薄荷,奇怪的事情发生了。


总是以高冷自居的猫咪开始变得眼神迷离、东滚滚西蹭蹭、嘴里还会发出咕噜咕噜的声音……效果堪称“猫界大麻”,让猫咪欲罢不能。

 

为了增加和自家猫主子的互动,铲屎官们经常会用猫薄荷或银藤叶子或装了猫薄荷干叶的玩具和他们的猫玩耍,因为猫薄荷银藤是公认的猫咪很喜爱的植物。


猫在猫薄荷丛中打滚

图源:Meowingtons


这时,猫咪通常会不受控制地用叶子摩擦自己的脸和背,还会在地上打滚,进入忘我的境界。

 

但是,在这个现象背后,我们想探究清楚的是:


猫薄荷和银藤到底是怎么做到让猫沉迷无法自拔的呢?

为什么猫面对这两种植物会产生如何强烈的亢奋行为?

猫咪的这种行为的生物学意义是什么?

 

近日,由日本岩手大学、京都大学、名古屋大学联合英国利物浦大学学者联合组成的研究小组在Scinece Advances上发表了一篇关于猫薄荷和银藤的最新研究,解答了困扰人们许久的疑惑。


他们发现银藤不仅能通过荆芥内酯刺激猫咪大脑让其感到愉悦,还能利用这一独特的刺激反应使猫作出特定的行为反应帮助自身驱除蚊虫。

 

Part 1

神奇的猫薄荷和银藤


猫薄荷其实是一种植物,它的中文名叫做荆芥,学名Nepeta Cataria,是唇形科、荆芥属多年生植物。


从前人对它的命名中就能窥探出它与猫千丝万缕的联系,它的种名cataria来自猫的拉丁语catus,即,猫喜欢的植物


猫薄荷


因为长得和薄荷十分相似,香味浓郁,猫咪对其会产生强烈的反应,所以人们在生活中更喜欢称之为猫薄荷。

 

与猫薄荷有类似效果的植物还有银藤和木天蓼。银藤别名金银花或忍冬,属多年生半常绿缠绕灌木,在中国、日本和朝鲜均有种植。


葛枣猕猴桃,别名木天蓼

图源:Munchiecat


这两种植物都含有同一种植物化学物质——荆芥内酯(nepetalactone),正是这种物质对猫的大脑产生刺激反应,才有了猫咪许多犹如“嗑药”一般的滑稽动作。

“其实在300多年前,日本文学中就首次出现了用银藤(日语为“Matatabi”)吸引猫的例子。1859年,在一个民俗浮世绘画中,画了一群老鼠用银藤的气味来引诱猫群,试图让它们躺倒在地,乐不思蜀。”

“但在那时,人们并不知道猫对银藤的这种兴奋反应是因为什么。”研究项目负责人、岩手大学的宫崎教授说。


报告表示,研究小组首先探究了银藤中导致猫产生兴奋反应的活性物质,他们用硅胶正相色谱法从银藤叶子中的提取物分离出了不同的物质,并分别给猫服用,以检测它们对各个物质的反应。


实验表明,银藤中有一种名为nepetalactol的物质对猫的行为产生了刺激作用,而这种物质与猫薄荷中的荆芥内酯非常的相似。(注以下统称为荆芥内酯。


银藤中提取的六种物质里,nepetalactol和荆芥内酯明显对猫产生愉悦的影响更大

 

论文的第一作者上野山描述了其实验过程,他们将浸有荆芥内酯的实验室过滤纸和普通滤纸分别拿给18只实验室猫17只野猫进行测试。


结果表明所有猫都对浸有荆芥内酯的过滤纸均表现出了典型的亢奋行为,如将脸部头部在叶子上摩擦、躺在地上来回翻滚等等。

 

“我们同样在大型非家养猫,包括1只美洲虎、2只远东豹和2只欧亚猞猁身上测试了这种物质,它们都表现出了类似的反应。因此,我们得出的结论是,猫薄荷和银藤中的荆芥内酯导致了猫的兴奋行为反应。”Uemoyama 这样说。

 

Part 2

解读银藤的魔力


从研究人员的主观观察来看,猫对银藤和猫薄荷的行为反应表现出它们正在感受一个极度愉悦的过程


对人类来说,μ-阿片类系统控制着我们的奖励-愉悦反馈效应,因此,研究人员假设荆芥内酯被吸入后会与猫鼻子中的嗅觉受体结合在一起,从而刺激大脑,参与猫的情绪调节。

 

为了进一步揭开荆芥内酯是如何让猫产生亢奋状态的,研究人员分别采集了猫接触荆芥内酯前后5分钟的血液样本,并检测了其血液中β-内啡肽的含量。

 

β-内啡肽是一种肽激素和内源性阿片类物质,它是由人体脑下垂体分泌的氨基化合物。它能与吗啡受体结合,产生跟吗啡、鸦片剂相似的欣快感

 

实验结果发现接触过荆芥内酯的猫的血浆中β-内啡肽浓度明显升高,而对照组中猫血液中的β-内啡肽却没有发现明显的变化。


A)采集猫接触荆芥内酯前后5分钟的血液样本,4天后采集不接触荆芥内酯的猫血液样本作为对照组

B)猫血液样本中β-内啡肽含量变化图。

 

宫崎教授表示,“我们在猫的血液样本中测试了猫接触荆芥内酯前后的β-内啡肽含量,由此我们发现银藤能激活猫负责兴奋反应的神经系统,使猫分泌更多的β-内啡肽,进而作出打滚、发出呼噜声等表示愉悦的动作。”

 

Part 3

猫的驱蚊“花露水”


研究小组发现,猫喜欢在银藤和猫薄荷上蹭来蹭去可能不仅仅是为了取悦自己,而是这种行为对猫还有其他的好处,因为在大约1000万年前,这种兴奋反应已经在从其他物种进化而来的猫科动物身上表现出来了。


上野山表示,猫薄荷和银藤中的荆芥内酯具有驱蚊活性,我们认为猫的这种摩擦、打滚行为能让猫将银藤上的荆芥内酯转移到皮毛上,以保护自己免受蚊子叮咬。


猫利用荆芥内酯驱蚊的生物学机理

 

为了验证猫是否是“有目的”的触碰荆芥内酯,研究小组将含有荆芥内酯的滤纸放在了猫笼的不同位置,包括地板上、墙壁上和天花板上。他们发现不管滤纸放在什么位置,猫都会在滤纸上摩擦它们的脸和头部。

 

但实验同时发现,如果只有墙壁上和天花板上有含荆芥内酯的滤纸,猫就不会在地板上滚动自己的身体,而是想办法去摩擦不容易够到的滤纸。


这就证明猫的摩擦行为最重要的功能是为了将荆芥内酯这种化学物质转移到它们的皮毛上,以达到驱蚊的目的。


既然我们知道了猫咪对银藤和摩尔薄荷的摩擦行为是为了驱蚊,那么荆芥内酯实际的驱蚊能力怎么样呢?


为此,研究小组将六对被麻醉的猫分别放置在笼子的两侧,一组猫的头部被涂上了500μg荆芥内酯,另一组则涂上其他适当的溶液,用伊蚊进行实验。

 

研究小组对两组猫头上伊蚊的数量进行了统计。他们发现,蚊子降落在用荆芥内酯涂抹过的猫头上的次数相比对照组减少了一半,结果表现荆芥内酯有明显的驱蚊作用。


为了模拟更自然的环境,研究组将对银藤叶子没有反应的猫作为对照组,观察对银藤有反应的猫是否转移了足够的荆芥内酯来防止蚊子叮咬。正如研究组猜测的那样,伊蚊非常明显的避开了会把荆芥内酯蹭到皮毛上的猫。


一只猫在享受猫薄荷

图源:Pixabay

 

这最终证实了荆芥内酯通过猫在银藤叶上的摩擦转移到猫的面部和头部皮毛上,为猫抵御蚊子起到了很大的作用。


这也让人们更确信,猫对银藤和猫薄荷独特的摩擦和翻滚反应正是为了转移荆芥内酯以驱蚊。

 

“猫利用接触银藤产生反应来驱蚊可以说是一种化学防御,这同时也可能是对病毒和寄生虫的抵御。这是我们研究中最重要的发现。”宫崎教授说道。

 

宫崎教授和他的同事们看到了将这些发现应用于研究和实际应用的可能性。


他说,“为什么这种反应仅限于猫?为什么非猫科动物对这两种植物没有反应?为了找到答案,我们接下来的研究就想要找出导致这种反应的基因。这项研究的结果可能会适用于各种现实应用,包括开发新的驱蚊产品。”


参考:
1.https://scitechdaily.com/intoxicating-chemicals-in-catnip-dont-just-give-cats-joy-they-help-repel-mosquitoes/
2.https://www.marthastewart.com/2140307/what-is-catnip
3.https://advances.sciencemag.org/content/7/4/eabd9135
4.https://www.inverse.com/science/cat-silver-vine-science


(本文未经造就授权,禁止转载。)


编译 | Daisy
版面 | 小顾


来源:造就

编辑:CHANchan


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