辣椒為什麼要讓自己變辣?

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對喜歡吃辣的人來說,「辣」是一種挑戰味蕾的刺激,但對植物來說,辣是一種防禦手段。


辣椒的辣味來自一種名叫辣椒素(capsaicin)的次級代謝物。它會活化哺乳類的痛覺受器 TRPV1,使我們感到灼熱、疼痛。


在辣椒的原產地,居民早就注意到鳥會啄食成熟辣椒果實,但鼠類會避開。當時人們多半把鳥吃辣椒視為「勇敢」或「味覺不同」,沒有去想過為什麼鳥要勇敢。


後來的研究發現,鳥類不怕辣當然不是因為勇敢,而是因為牠們的 TRPV1 結構不同,無法與辣椒素結合,因此牠們吃辣椒時完全不會覺得辣。也就是說,鳥之所以敢吃辣椒,是因為味覺不同。


於是就有了所謂的「定向嚇阻假說(Directed Deterrence Hypothesis)」:辣椒的果實之所以會辣,不是為了討好人類,是為了排除會破壞種子的哺乳類掠食者,保留鳥類這類不咬碎種子的傳播者。


這樣的差異並非偶然,而是一種經過演化篩選的「共演化結果」。

植物需要動物幫忙傳播種子,但同時又要防止種子被咬碎或消化掉。辣椒素,正是這個兩難的巧妙解答。


當然,除了「定向嚇阻假說」以外,還有其他的假說,例如「抗微生物假說」認為辣椒素最早演化的目的不是嚇動物,而是對抗真菌與細菌感染;「抗昆蟲假說」、「氣候與乾旱壓力假說」等等。其中「抗微生物假說」已被證實為真,我們後續再為大家介紹;今天要來介紹的是「定向嚇阻假說」。


誰敢吃辣椒?


要證實「定向嚇阻假說」為真,就得證明野外的辣椒只有鳥會吃它們。


2006 年,美國佛羅里達大學的 Douglas Levey 與華盛頓大學的 Joshua Tewksbury 團隊,在玻利維亞與亞利桑那州觀察兩種野生辣椒 (Capsicum chacoenseC. annuum var. glabriusculum)。


他們在樹叢中標記了超過四百顆成熟果實,並用攝影機連續錄影,想知道究竟哪些動物會來吃。


研究團隊發現:所有取食辣椒的都是鳥類,沒有任何哺乳類。

在玻利維亞,辣椒的主要食客是小嘴鶲(Elaenia parvirostris)與奶腹鶇(Turdus amaurochalinus);

在亞利桑那,辣椒的主要食客則是曲嘴擬鶇(Toxostoma curvirostre)與反舌鳥(Mimus polyglottos)。


這些鳥都是以脂質為主食的雜食鳥類,能整顆吞下辣椒並將種子排出。

種子通過牠們的腸道後仍能發芽,發芽率至少有五成,甚至可以到八成。

也就是說,牠們是辣椒理想的「運輸工具」。


研究團隊發現,這兩種野生辣椒的果肉中脂質含量高達24–35%,遠高於一般果實(與茄科相比,大約高出6-9倍)。

這樣的營養組成對鳥類特別有吸引力,卻對多數哺乳類意義不大(哺乳類比較愛吃甜)。

再加上果實中高濃度的辣椒素,使得哺乳類既覺得痛又得不到甜頭,自然避開。


透過高脂肪、高辣味這樣的雙重設計,構成了所謂的「定向嚇阻」(directed deterrence)策略。


研究團隊還發現,野生辣椒的果實主要在白天被鳥吃掉,晚上幾乎不會被吃。

這顯示辣椒素確實排除了夜行性的齧齒類種子掠食者,而只留下白天活動的種子傳播者。

更有趣的是,辣椒素集中在胎座(placenta)—也就是種子附著的白色組織。

哺乳類有牙齒,當他們咬破胎座,會釋放大量辣椒素,於是就會吐掉(也可傳播種子)、同時會記得不要再吃;鳥類則直接整顆吞下,不會觸發刺激。

這是一種高度精準的「化學門禁系統」。

圖片作者:ChatGPT

圖片作者:ChatGPT


透過這個觀察,研究團隊證明了「定向嚇阻」理論:

辣椒的辣味並非單純的防禦,而是一種選擇性通行證。

只有不怕辣的鳥能享用果實並幫它傳宗接代;

而怕辣的哺乳類,則被堅決地拒之門外。

所以,「辣椒為什麼要讓自己變辣?」這問題的答案,告訴我們的不只是味覺差異,而是一段跨界共演化的故事:

植物靠化學語言挑選朋友,也挑選敵人。


只是辣椒千算萬算,卻沒算到哺乳類裡面的人類卻愛上了辣味,不但大吃特吃辣椒,還有人想盡辦法培育出更辣的辣椒來!


參考資料:

Levey, D. J., Tewksbury, J. J., Cipollini, M. L., & Carlo, T. A. (2006). A field test of the directed deterrence hypothesis in two species of wild chili.* Oecologia, 150(1), 61–68.

Tewksbury, J. J., & Nabhan, G. P. (2001). Directed deterrence by capsaicin in chilies. Nature, 412, 403–404.


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