信息素(Pheromone),又称费洛蒙,是指由生物体内分泌并释放到体外的一类化学信号物质,通过空气、水或其他媒介传播,能被同物种的其他个体感知(如嗅觉、触觉等),并引发特定的行为反应或生理变化。
信息素在自然界中广泛存在于动物、昆虫、植物甚至微生物中,是生物间传递信息的重要方式,其作用类似于 “体外的荷尔蒙”,但仅在种内(同物种个体间)起作用,不同于影响自身生理活动的 “体内荷尔蒙”。
信息素的主要特点
种内特异性
仅能被同物种的个体识别,不同物种间通常互不干扰(例如蚂蚁的信息素不会影响蜜蜂)。
高效性
只需极微量即可引发显著反应。例如,一只雌性蚕蛾释放的信息素可吸引数公里外的雄性蚕蛾。
作用方式隐蔽
多数信息素无法被人类直接感知(如气味可能过于微弱或不在人类嗅觉范围内),但可通过行为间接观察(如动物求偶、聚集等)。
功能多样性
不同类型的信息素对应不同功能,如吸引配偶、标记领地、警示危险、引导群体协作等。
信息素的分类与功能
根据生物类群和具体作用,信息素可分为多种类型:
1. 动物信息素
性信息素(Sex Pheromone)
功能:吸引异性交配,是最常见的信息素类型。
例子:
雌性飞蛾释放性信息素吸引雄性;
哺乳动物(如狗、猫)通过尿液或腺体分泌物传递性信号。
聚集信息素(Aggregation Pheromone)
功能:召集同类个体聚集,便于觅食、迁徙或防御。
例子:
甲虫释放聚集信息素吸引同伴共同取食;
蜜蜂通过信息素标记蜜源位置,引导蜂群前往。
报警信息素(Alarm Pheromone)
功能:当个体遭遇危险时释放,警示同类躲避。
例子:
蚂蚁被攻击时释放报警信息素,附近同伴会立即进入防御状态;
鱼类受伤时分泌信息素,同类感知后会迅速逃离。
领地信息素(Territorial Pheromone)
功能:标记领地范围,警告同类勿入侵。
例子:
哺乳动物(如老虎、狼)通过尿液、粪便或腺体摩擦释放气味标记领地;
家猫用面部腺体摩擦家具,留下信息素标记 “所属权”。
2. 昆虫信息素
昆虫是信息素研究最深入的类群,其信息素在农业和害虫防治中应用广泛:
性信息素:用于诱捕害虫(如用人工合成的性信息素诱杀雄蛾,减少交配繁殖)。
追踪信息素(Trail Pheromone):蚂蚁、白蚁等通过分泌信息素标记行动路径,引导同伴觅食或返回巢穴。
3. 植物信息素
植物虽不主动释放信息素,但会通过挥发性化学物质影响其他生物:
利他素(Kairomone):对释放者无害,但对接收者有益(如花香吸引昆虫传粉)。
利己素(Allomone):保护自身,对其他生物产生抑制或驱避作用(如某些植物释放化学物质抑制周围杂草生长)。
4. 人类信息素
人类是否存在信息素尚无定论,但部分研究表明:
人体汗液、分泌物中可能含有类似信息素的物质(如雄甾酮、雌甾四烯),可能影响情绪或社交行为(如异性间的吸引力)。
新生儿与母亲之间可能通过气味(类似信息素)建立亲子识别。
信息素的应用领域
农业与害虫防治
利用性信息素诱捕器监测或控制害虫数量(如玉米螟、棉铃虫),减少农药使用。
动物行为研究
分析信息素对动物交配、迁徙、社会结构的影响,辅助保护濒危物种。
化妆品与香水产业
部分香水宣称添加 “人类信息素类似物” 以增强吸引力(科学性存疑,更多是商业营销概念)。
医学与生物学
研究信息素与免疫系统、生殖生理的关联,探索潜在治疗应用(如调节动物发情周期)。
与信息素易混淆的概念
激素(Hormone):由内分泌腺分泌,在体内发挥作用(如肾上腺素、胰岛素),属于 “体内化学信号”。
信息素:分泌到体外,作用于同种其他个体,属于 “体外化学信号”。
总结
信息素是生物界的 “无声语言”,通过化学信号协调种内个体的行为,对生存、繁殖和社会协作至关重要。从昆虫的精准交配到哺乳动物的领地争夺,信息素的奥秘揭示了生物间复杂而微妙的联系,其应用也在不断为人类解决农业、生态等领域的问题提供新视角。