烏賊與鯊魚的化學感官戰爭

演化之聲
2025年6月22日
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已更新：2025年8月17日

烏賊釋放墨汁作為防禦手段，是人們對頭足類動物最耳熟能詳的行為之一。這團濃密的黑霧常被視為一種視覺遮蔽，爭取逃生時間。長期以來，人們對於墨汁真正的化學組成以及其可能產生的分子層級效果卻所知甚少。直至最近，科學家才逐步揭示烏賊墨汁的成分對於像鯊魚這類仰賴嗅覺獵食的掠食者具有高度有效的欺敵能力。

鯊魚的腦部有著極為發達的嗅球（olfactory bulb），因此對氣味有著高度敏銳性。不過基因體研究卻發現，鯊魚嗅覺受體基因的種類遠少於許多其他脊椎動物。比如，哺乳類平均有八百多種嗅覺受體基因，條鰭魚平均有兩百多種，而鯊魚平均僅有四十幾種。其卓越的嗅覺能力，使這項發現令人訝異。這些相對少量的嗅覺受體可能具備高度專一性與靈敏度，但也因此可能成為潛在的弱點，因為只要環境出現特定分子能與這些嗅覺受體強力結合，就會大幅干擾鯊魚的嗅覺功能。

研究中挑選了棲息於沿岸區域的大型捕食者大白鯊（Carcharodon carcharias）以及體型較小、棲息於底棲環境的虎紋貓鯊（Scyliorhinus torazame）作為研究對象。以牠們的嗅覺受體測試與烏賊墨汁的結合模擬。測試的嗅覺受體涵蓋以下四大類：

OR（odorant receptor）氣味受體
TAAR（trace amine-associated receptor）胺類相關受體
ORA / V1R（class A olfactory receptor）鋤鼻器一型受體
V2R（vomeronasal type 2 receptor）鋤鼻器二型受體

四大類嗅覺受體的代表性預測結構圖（圖片來源：Lawless C，採用 CC BY 4.0 授權）

烏賊墨汁主成分包含了黑色素（melanin）與牛磺酸（taurine）。結合模擬觀察到烏賊墨汁的黑色素與兩種鯊魚的所有嗅覺受體都有極強的結合能力。雖牛磺酸結合強度不如黑色素強，但依然能與多種嗅覺受體存在中度的結合。這樣的結果顯示，烏賊墨汁的成分可有效「駭入」鯊魚的整體嗅覺系統。由於嗅覺受體的活化並非單純的開關機制，而是與結合強度呈現非線性關係，因此黑色素可能在鯊魚腦部引發強烈且延長的感覺訊號，引起反射性的迴避反應。