许多动物使用化学信号来躲避危险。例如，老鼠会躲避猫尿的气味。但是，一种特殊的化学恐惧信号已经困扰了科学家 70 年；那就是成群的鱼类释放的 Schreckstoff。对于某些鱼类来说，当捕食者出现并伤到鱼群中的一条鱼时，其余的鱼就会因恐惧而逃散。这一点我们已经知道了。1938 年，奥地利动物行为学家 Karl von Frisch 声称，这种行为的根源是一种化学警报信号，他称之为“Schreckstoff”，在德语中意为“可怕的东西”。自 von Frisch 的开创性工作以来，有 100 多篇关于 Schreckstoff 的已发表研究表明，某些鱼类的皮肤细胞中含有一种物质，当鱼受伤时会被释放出来，并导致其他鱼类逃散。这一点我们也知道了。这让科学家们感到困惑，因为任何动物都能进化出发出这种化学警报似乎都很奇怪。其他的鱼并不是因为血腥味或任何明显的死亡迹象而逃跑，那它们究竟害怕什么呢？而许多科学家认为，如果它不是死亡信号而是危险信号，那么对正在死去的鱼有什么好处呢？你看，我们多么喜欢利他主义这个想法，但在自然界中它并不常见——至少不是纯粹的形式。从进化的角度来看，仅仅为了他人而做某事对个体的好处很小。所以，各种各样的假说被提了出来来解释这种利他信号——也许警报是为了保护近亲，或者化学物质以某种方式吸引捕食者（捕食者）的捕食者，从而让受伤的鱼有机会逃脱。尽管进行了多年的实验室研究，但没有一种假说似乎能够解释 Schreckstoff 的存在。此外，尽管一些科学家提出了潜在的化合物，但 Schreckstoff 究竟是什么一直是个谜。现在，来自新加坡的一个团队已经确定，这种难以捉摸的 Schreckstoff 就是我们用于改善关节和治疗骨质疏松症的同一种化合物：硫酸软骨素。
硫酸软骨素是一种特殊的糖链，是鱼类皮肤的主要成分，就像它是我们软骨的主要成分一样。研究团队利用斑马鱼（一种常见的实验室生物）发现，来自斑马鱼组织中的软骨素会引起其他鱼类“转鳍而逃”。他们甚至使用了鲨鱼皮中的软骨素——也就是我们作为补充剂服用的那种——并发现斑马鱼对其感到非常恐惧。当软骨素被酶分解后，鱼会更加害怕。该团队推测，当鱼受伤时，伤口释放的酶会将硫酸软骨素分解成更小的糖块，而这些小块以及受伤细胞释放的较大的硫酸软骨素分子，就是作为化学警报信号的气味。这项发现最棒的地方在于，它解决了科学家们长期以来对 Schreckstoff 存在的进化难题。在垂死之际产生恐惧信号的负担是没有意义的，除非这种信号是鱼类已经为其他原因产生的，并且仅仅在受伤时才释放——类似于有些人害怕血腥味。这样一来，进化的动力就不在于产生 Schreckstoff 的鱼去发出警报，而在于其他个体侦测到危险或死亡的迹象来保全自己。情况是这样的：在很久以前，对 Schreckstoff 敏感的鱼最先在危险面前逃跑，因此更有可能生存下来。随着时间的推移，这将导致整个 Schreckstoff 敏感鱼类的谱系。由于软骨素因其他原因已知是鱼类皮肤的组成部分，但除非皮肤破裂，否则不会释放到水中，这完美契合了这种进化情景。
由于幼年斑马鱼是透明的，研究人员还能够具体检查斑马鱼大脑的哪些部分会被软骨素碎片激活。他们发现，大脑的一个特殊区域——内侧背部后区——负责引起恐惧反应。这个脑区特别有趣的是，它充满了称为隐窝细胞的一组神经元，这些神经元没有其他已知的功能。科学家们一直试图弄清楚这些奇怪的神经元的作用，而这项新发现可能提供了关键线索。共同作者 Suresh Jesuthasan 认为，这些细胞是一个特殊大脑回路的一部分，该回路介导了鱼类固有的恐惧反应。总而言之，发表在《Current Biology》杂志上的新发现，就是科学家们几十年来一直在努力拼凑的 Schreckstoff 谜题的组成部分。当然，还有一些问题有待解答——例如，为什么某些物种只对同物种的受伤做出反应，而不是对其他物种的受伤做出反应？——但这项新研究为鱼类恐惧反应提供了宝贵的见解，并可能为我们理解恐惧如何在动物大脑中产生和处理开辟了新的大门。文章链接：Mathuru et al., Chondroitin Fragments Are Odorants that Trigger Fear Behavior in Fish, Current Biology (2012), doi:10.1016/j.cub.2012.01.06
这是研究人员拍摄的恐惧反应视频：斑马鱼对 Schreckstoff 的恐惧反应
