Loài chim tiến hóa từ khủng long ăn thịt nên chúng không thể nếm được vị ngọt, chỉ cảm nhận được vị ngon thịt (umami). Nhưng một số loài chim như chim ruồi, chim biết hót đi ngược lại với số đông.
Hầu hết chim không nếm được vị ngọt
Hầu hết, các loài động vật có vú đều cảm nhận được 5 vị gồm ngọt, chua, đắng, mặn và umani (ngon thịt). Trên lưỡi của động vật có vú, chẳng hạn như loài người, có 4 loại gai vị giác gồm nhú dạng vòng (circumvallate papillae), nhú dạng lá (foliate papillae), nhú dạng nấm (fungiform papillae) và nhú dạng chỉ (filiform papillae). Mỗi nhú có thể chứa từ 5.000 - 10.000 chồi vị giác.
Trên thực tế, mọi bộ phận của lưỡi đều có thể nếm được cả 5 hương vị. Khi con người già đi, một số chồi vị giác ngừng thay mới định kỳ. Do vậy, người già chỉ có khoảng 5.000 chồi vị giác nên việc cảm nhận hương vị sẽ yếu đi.
Một điểm đặc biệt, cay không phải là một hương vị. Các nhà khoa học đã đặt tên cho năm vị chính thức mà lưỡi của nhiều loài động vật có vú có thể cảm nhận là ngọt, chua, đắng, mặn và umani (ngon thịt). Trong khi cay là tín hiệu đau, được các dây thần kinh trong lưỡi truyền tín hiệu đến não, cảnh báo về tình trạng nóng rát, đau đớn.
Chim ruồi có thể phát hiện vị đường trong 1/4 giây.
Nhiều loài động vật có vú không thể cảm nhận đủ năm hương vị như động vật họ mèo, động vật có vú sống dưới biển. Tuy nhiên, hầu hết các loài động vật có xương sống đều có thể cảm nhận vị đường vì chúng sở hữu họ gene TR1. Cặp đôi T1R1 và T1R3 giúp các loài động vật phát hiện ra axit amin, hợp chất hữu cơ cấu thành nên cảm nhận về vị ngon thịt. Trong khi cặp đôi T1R2 và T1R3 phát hiện đường giúp các loài cảm nhận vị ngọt.
Tuy nhiên, bà Maude Baldwin, nghiên cứu sinh tại Trường Đại học Harvard phát hiện ra loài chim không sở hữu gene T1R2 nên chúng không thể nếm được đường. Loài này vẫn cảm nhận được axit amin.
Nghiên cứu bộ gene của 10 loài chim từ gà cho đến chim ruồi, bà Baldwin lý giải, sở dĩ loài chim không thể cảm nhận vị ngọt vì chúng tiến hóa từ loài khủng long ăn thịt. Chế độ ăn của loài này giàu protein và axit amin nhưng thiếu đường. Dần dần, gene T1R2 của chúng biến mất. Đến loài chim, chúng hoàn toàn không có gene này nên không thể cảm nhận vị ngọt.
Nhưng vẫn có ngoại lệ
Chim ruồi đi ngược lại với khuynh hướng cảm nhận hương vị chung của loài chim. Hàng ngày, chúng tiêu thụ số lượng mật hoa lớn hơn trọng lượng cơ thể của chúng. Loài này có thể phát hiện sự khác biệt giữa nước và đường trong vòng 1/4 giây. Lưỡi của chúng có thể hoạt động 17 lần trong một giây để nếm thức ăn.
Các nhà nghiên cứu phát hiện loài chim ruồi cảm nhận axit amin yếu hơn các loài chim khác nhưng lại phản ứng mạnh mẽ với carbohydrate, làm nên vị ngọt. Do đó, cặp gene T1R1 và T1R3 ở loài chim ruồi đã đột biến, làm cho chúng cảm nhận được đường.
Lý giải điều này, các nhà nghiên cứu cho rằng, trong quá khứ loài chim ruồi có bộ gene tương tự các loài chim khác, đồng nghĩa chúng chỉ cảm nhận được amino axit. Tuy nhiên loài chim này thường lui tới những bông hoa để bắt côn trùng và vô tình tiếp xúc với vị ngọt từ mật hoa hoặc trong nước đọng ở hoa. Dần dần, bộ gene của chúng thay đổi, giúp chúng cảm nhận vị ngọt rõ hơn so với đồng loại.
Thành quả nghiên cứu về loài chim ruồi đã khơi gợi sự hứng thú của bà Maude Baldwin về vị giác của loài động vật biết bay này. Tiếp tục nghiên cứu đến đầu năm 2021, Baldwin và nhóm các nhà nghiên cứu tại Viện Max Planck phát hiện chim biết hót, chứa hơn 5.000 loài như sơn ca, hồng y, chích chòe, sẻ… có thể cảm nhận vị ngọt. Điều này không liên quan đến chế độ ăn của chúng.
Đầu tiên, các nhà khoa học nghiên cứu một cách có hệ thống về chế độ ăn của các loài chim. Họ phát hiện một số dòng chim biết hót tiêu thụ một lượng lớn mật hoa mỗi ngày.
Điều này có liên quan đến việc tổ tiên của loài chim biết hót sinh sống tại Australia, khu vực có điều kiện thiên nhiên phù hợp với những loại hoa, cây ăn quả chứa nhiều đường. Mở rộng ra, các nhà nghiên cứu bất ngờ khi phát hiện nhiều loài chim biết hót không ăn mật hoa vẫn thích chất lỏng có vị ngọt hơn nước thường.
Để xác định nguồn gốc của khả năng này, các nhà nghiên cứu đã tái tạo lại bộ gene T1R1 và T1R3 trong tổ tiên của loài chim biết hót, từ đó tìm ra chúng có thể cảm nhận tốt vị ngon thịt (umami). Trong đó, axit amin vốn chứa phân tử protein cấu thành nên đường.
Việc phát hiện tín hiệu của đường ở loài chim biết hót được hình thành cao hơn, nhanh nhạy hơn so với các loài khác. Như vậy, tổ tiên của loài chim biết hót đã có khả năng cảm nhận đường trước khi chúng sinh sôi, nảy nở trên khắp hành tinh. Vì vậy, dù các cá thể có tiêu thụ mật hoa hay không, chúng vẫn có khả năng cảm nhận vị ngọt.
Điều thú vị là những khác biệt ở loài chim biết hót như hoàng yến, sơn ca, trùng hợp với đột biến gene ở loài chim ruồi. Mặc dù, cấu tạo lưỡi của chúng không giống nhau, chúng đều phát triển khả năng nếm vị ngọt tốt hơn nếm vị amumi.
Dựa trên phát hiện mới, các nhà khoa học nghi ngờ rằng nhận thức về vị giác có ảnh hưởng sâu rộng đến quá trình tiến hóa và sự phân bố của loài chim biết hót. Chẳng hạn, Australia tập trung nhiều cá thể của loài chim biết hót.
Thiên nhiên nơi đây cũng chứa nhiều nguồn khai thác đường như dịch tiết côn trùng, nhựa cây. Khi các loài chim biết hót di chuyển từ Australia đến các lục địa khác trên thế giới, chúng cũng chọn ở lại sinh sôi trong những hệ sinh thái có nguồn thức ăn chứa đường.
Từ nghiên cứu về quá trình cảm nhận vị ngọt của một số loài chim, các nhà khoa học hy vọng có thể tìm hiểu về những thay đổi trong quá trình tiêu hóa, trao đổi chất và tiến hóa của loài động vật này.