信息素，也稱做外激素，指的是由一個個體分泌到體外，被同物種的其他個體通過嗅覺器官（如副嗅球、犁鼻器）察覺，使後者表現出某種行為，情緒，心理或生理機制改變的物質。它具有通訊功能。幾乎所有的動物都證明有信息素的存在。1959年發表雌蠶蛾會分泌性信息素，是科學界首次證明了性信息素是存在的。信息素一詞源於希臘文的“φέρω”（意指“我攜帶”）與“ὁρμή”（意指“刺激”），合起來意思是“我攜帶刺激物”的意思。
信息素一詞是於1959年，由科學家彼得·卡森（Peter Karlson）與馬林·路丘（Martin Lüscher）共同提出的，用來形容動物利用化學分子傳遞訊息的溝通方式。1980年代，科學家大衛·白林納（David Berliner）以及其科學團隊首次探索人類是否也具有與昆蟲及動物相同的神奇溝通能力。直到1991年，他的科學團隊才在類固醇生物化學與分子生物學期刊上發表其研究成果：發現了可能的人類信息素雄二烯酮與雌四烯醇的存在，並發現人類信息素也具有男女的性別區分，對人類負責性行為與內分泌的下丘腦具有活化作用，自此開啟了人類性信息素研究的序幕。2000年大衛·白林納進行犁鼻器神經電位的檢定以及對電生理的影響，確定只要極低劑量，約10皮克（10負11次方克）的人類信息素就可以啟動犁鼻器的電位反應並造成生理現象的改變。
基本介紹
- 中文名：信息素
- 外文名：pheromone
- 別名：外激素
- 屬性：一種神經激素
- 人類受體：下丘腦
- 作用：傳遞生物信息
人類的信息素,研究歷史,分泌與接收,與性取向的關係,作用,信息素分類,性信息素,聚集信息素,示蹤信息素,告警信息素,標誌信息素,
人類的信息素
人類的信息素存在與否一直存在著爭議，邁克林塔克的研究認為其兼具有調節體（madulate pheromone）與社交信息素（social pheromone）的性質。人類的信息素具有性別的區分，其中男性信息素是雄二烯酮，女性信息素則是雌四烯醇。人類的信息素尚未經科學界達成最後的共識，縝密的研究數據也相對的不是很豐富，但是雄二烯酮與雌四烯醇是研究數據最豐富，也是最可能的人類的性信息素。
研究歷史
1999年，瑪莎·邁克林塔克（Martha McClintock）發表於《Nature》的研究顯示，女性會因為信息素化學訊號的影響而產生月經同步的現象後，科學界開始重視人類信息素的研究。後人便把月經的同步現象稱為麥克林塔克現象（McClintock effect），之後的研究，部分人類行為學者認為人類的擁抱與親吻的行為也可能與信息素有關。
2002年，舊金山大學的N.L. 邁克寇依（N. L. McCoy）經由十八周的研究觀察發現，在受測女性平常使用的香水中添加信息素會增加兩性之間的親密互動，而且部分親密行為提升比例達50%以上。這是第一次針對人類信息素對兩性生活改善的實用價值進行研究探討。隔年，英國利物浦大學研究發現，男性腋下汗水裡的信息素會提升女性體內黃體化激素（LH）的分泌頻率與心情。這個實驗結果，從另一個角度說明了，人類男性的信息素會影響了女性控制排卵的黃體素，也間接證實了男性信息素誘發控制情緒，情感與內分泌的腦下丘腦分泌促性腺激素釋放激素（GnRH）促使腦下腺前葉分泌黃體化激素。
2004年，諾貝爾生理學或醫學獎得主琳達·巴克找到了鼻腔140個人類信息素的受體。瑞典科學家薩維克（Ivanka Savic）的研究指出，人類信息素會直接活化人類大腦中控制性行為與性取向的下丘腦前端。發現女性月經同步現象的科學家瑪莎·麥克林塔克又再度提出更進一步的人類性信息素的證據，他發現女性哺乳期會因為雌性荷爾蒙增加而產生大量女性信息素，而此時的女性信息素會增加兩性採取性行為的動機。同年，一項利用正電子發射計算機斷層掃描的研究發現人類信息素成功活化了大腦中負責社交認知的區域，這也說明了為什麼人類信息素會使人採取更樂於社交，樂於與人交談共處行為的原因。不過關於人類的群居生活是否也與人類信息素有關，還是一個等待解答的問題。
2007年，佛羅里達大學教授米勒（Geoffrey Miller）以鋼管舞女郎的小費收入為依據，進行約5300班次的統計，結果發現，鋼管舞女郎在雌激素最高的排卵期比月經期的小費收入高出81%。米勒博士認為，這與女性處於排卵期時，身體散發出更旺盛的信息素有密切的關係。同年，柏克萊大學科學家再次證實，男性信息素雄二烯酮可以舒緩女性壓力、保持心情愉快、並提升女性的性心情。
2009年，米勒發現，男性嗅聞女性排卵期時的體味相較於非排卵期時，體內的睪固酮平均上升了11.8 %。這項研究指出，女性排卵期體味內所含有的信息素訊號，能夠影響男性的睪固酮，也可能在不知不覺中促使男性採取浪漫的求愛行為。
2010年，義大利的科學團隊刊載於《Nature》的研究報告顯示，男性汗水裡的信息素化學訊號，會改變女性大腦內的血清素（5-HT 5-羥色胺 腦內的幸福因子），提供了人類信息素會提升女性的情緒，使女性感到幸福感受的生理機轉一個解釋。也解釋了人類信息素會促使兩性產生羅曼蒂克衝動行為的部分原因。正在進行的醫學臨床研究發現，利用極為敏感的紅外線感熱儀器觀察人體表面溫度的變化，發現嗅聞人類信息素後與發生性興奮與性行為時人體表面體溫變化極為類似。這說明了人類的信息素確實影響了控制體溫的腦下丘腦並與人類繁衍有關的性行為關係密切。
一個新理論假設了信息素可能會提供與免疫系統相關的訊息，實驗結果顯示人們對不同化妝水汽味的偏好可能是一種性擇，受主要組織相容性複合體的影響。男人和女人可能都比較喜歡主要組織相容性複合體與自己相異較大的異性，因為這樣的配對下，能產下MHC基因組合較佳的子代。
分泌與接收
在哺乳類，信息素被認為是由位於鼻中隔三分之一處的犁鼻器接收，並經由神經將電位訊號直接傳遞給負責情緒，情感，內分泌與性行為的下丘腦。犁鼻器上已有三型的受體被發現（V1Rs、V2Rs與V3Rs），它們都是G蛋白偶聯受體，但和嗅覺系統中其他主要的感官受體關係很遠，暗示了其特殊的功能。犁鼻器存在於多數兩生類、爬蟲類和非靈長類的哺乳動物，並不存在於成熟的靈長類與鳥類。人類是否可像其他哺乳類一樣使用犁鼻器接收信息素一直是有爭議的，在人類中，編碼犁鼻器受體的基因是沒有功能的假基因，犁鼻器中的神經與中樞神經連線的嗅球只在胎兒期短暫存在，在成長過程會逐漸萎縮、消失。
2004年諾貝爾生理學或醫學獎得主琳達·巴克與理察·阿克塞爾解構人類嗅覺之謎的同時，也發現了位於鼻中隔處的犁鼻器大約有140個信息素的受器。後來也有實驗顯示嗅覺黏膜的細胞中有信息素受體的基因存在，但缺乏實驗比較缺乏犁鼻器的人與正常人會不會有生理或行為上的不同。
2006年，在老鼠的嗅覺上皮中發現了一群新的信息素受器：痕跡胺相關受器（trace amine-associated receptor，縮寫TAAR），其中有些可被老鼠尿中揮發性的胺類活化，隨後在人類發現了同源的受器，為人類信息素作用的存在提供了新的證據。
2007年柏克萊加州大學的一項研究顯示，只要嗅聞男性汗水裡的單一成分雄二烯酮，就能維持女性體內高水平的皮質醇，而且這個成分可以被嗅覺黏膜接收。 因為雄二烯酮具有影響異性內分泌系統平衡的能力。2002年的一項研究顯示，一種添加在女性香水裡的合成化學物質會增加與男性的親密接觸。 對於大多數人來說，在自然的環境下，並無法以嗅覺察知人類信息素化學訊號的存在，但它的影響卻可能時時刻刻的存在於我們的生活中。證據顯示人類信息素影響著我們與社交及求偶有關的情緒，也影響了人類的性取向與異性吸引力。人類學家及性治療專家海倫·凱普藍（Helen Singer Kaplan）在她的著作“性治療新論” 一書中形容人類信息素是“點燃愛情的火花”，用以說明人類信息素在兩關係中所可能扮演的角色。波士頓環球報曾報導，月經不規則的女性定期接觸男性腋下的汗水後會變得規則化。據推測可能是與其他哺乳類動物一樣，與信息素的影響有關。
2008年，一項利用功能性磁振造影的研究發現，大腦的右前額皮質（orbitofrontal cortex）、右梭狀皮質（right fusiform cortex）以及右下丘腦會對人類性行為時飄散在空氣中的汗水汽味產生反應。
與性取向的關係
瑞典科學家薩維克（Ivanka Savic）早在2001年就利用正電子發射計算機斷層掃描以及功能性磁振造影證實男性信息素雄二烯酮會誘發異性戀女性腦下丘腦前端控制情緒，情感與性行為的活化反應，女性信息素雌四烯醇則會誘發異性戀男性腦下丘腦前端制情感與性行為的活化反應。
2004年，薩維克進一步對12名同性戀男性進行實驗，證實雄二烯酮與雌四烯醇對同性戀與異性戀男人的腦部以及性興奮顯示出不同的反應。同性戀男人的反應與異性戀的女人相同，但無法確定是否為同性戀的成因或造成影響。這項研究也擴及了同性戀的女人，結果也與前項實驗的結論一致，也就是說同性戀的女人無法對已經確認的男性氣味（即雄二烯酮）產生反應，但卻對女性氣味（雌四烯醇）產生反應，與異性戀的男人相似。 這些研究人員指出，這些刊載於美國國家科學院院刊的一系列研究說明了人類信息素在生物學為基礎的性取向上可能扮演了一定的角色。
2006年，薩維克，再針對12名同性戀女性進行實驗證實，同性戀女人與異性戀男人一樣，只會對女性信息素雌四烯醇產生腦下丘腦前端的活化反應。2007年，又再針對12名男變女的變性人進行實驗證實，他們與異性戀的女人一樣，只會對男性信息素雄二烯酮產生腦下丘腦前端的活化反應。
作用
昆蟲信息素是昆蟲用來表示聚集、覓食、交配、警戒等各種信息的化合物，是昆蟲交流的化學分子語言。其中昆蟲性信息素是調控昆蟲雌雄吸引行為的化合物，既敏感又專一，作用距離遠，誘惑力強。性誘劑是模擬自然界的昆蟲性信息素，通過釋放器釋放到田間來誘殺異性害蟲的仿生高科技產品。該技術誘殺害蟲不接觸植物和農產品，沒有農藥殘留之憂，是現代農業生態防治害蟲的首選方法之一。
昆蟲性信息素作為同種異性昆蟲之間生殖階段的化學通訊工具，其化學結構的高度複雜性和特殊性是昆蟲種間生殖隔離的重要保證，因此，不同昆蟲之間的性信息素相互不能替代，也不會引起混淆，這在昆蟲的區域性調查、植物檢疫以及誘殺防治等方面具有較大的實用價值。
信息素分類
信息素是生物體之間起化學通訊作用的化合物的統稱, 是昆蟲交流的化學分子語言。包括：利它素、利己素、協同素、集合信息素、追蹤信息素、告警信息素、疏散信息素、性信息素。在自然界中，害蟲雌成蟲在性成熟後，會釋放一種叫性信息素的化合物， 它釋放至空氣中後隨氣流擴散，刺激雄蟲觸角中的化學感覺器官，引起雄性個體性衝動及引誘雄蟲向釋放源定向飛行，並與釋放性信息素的雌成蟲交配以繁衍後代。因此，昆蟲性誘劑產品是仿生高科技產品，通過誘芯釋放人工合成的性信息素。
信息素可依其作用目的分成警報、追蹤、性等種類（通常用來描述昆蟲的信息素），或依作用機制分為釋放體信息素（releaser pheromones）與引體信息素（primer pheromones）兩種。
性信息素
同種某一性別，在性成熟後，發放微量物質用以招引同種異性個體尋味前來交配的信息素。從無脊椎動物到高等脊椎動物中，有不少動物具有性信息素的化學通訊本領。蠶醇就是較好的例子。
信息素
信息素家蠶雌蛾在羽化後不久，腹部末端伸出兩個金黃色的半球狀突起，叫引誘腺（香腺）。這一對腺體鼓出像半圓形氣泡。在高倍電子顯微鏡下，可看到腺體上有許多微小毛狀突起，突起內是表皮的孔道，從組織學上觀察到腺體由分泌細胞組成。家蠶的性信息素是蠶醇，蠶醇溶於脂類物質，經過微絨毛上的質膜，傳遞到外表皮上孔道而散放於空氣中。
雄蠶蛾接受雌性信息素的化學感受器是觸角。雄蛾觸角呈羽狀構造，觸角主幹上每一側著生36個羽支，每一羽支上兩側生有許多絨毛（嗅覺毛），在高倍電子顯微鏡下，嗅覺毛有一些小孔。嗅覺毛內充滿液體，包裹了兩個神經細胞的樹狀突，嗅覺毛下有兩個神經感受細胞，當雌蛾的香腺散發出許多性信息素——蠶醇時，雄蛾不斷揮動觸角，盡力振翅，飛到雌蛾旁邊，進行交配活動。
如果將雌蛾的香腺摘除或用其他方法使其失去功能時，雄蛾就不會尋找這類手術後的雌蛾。
用一根微電極插入雄蛾觸角嗅寬毛的感受細胞附近，當空氣中有蠶醇分子時，就記錄到雄蠶蛾的電位活動，空氣中蠶醇濃度達到10-4微克時，每秒就發1、2次神經脈衝，當蠶醇濃度達到1微克時，雄蛾觸角電位脈衝數更為頻繁。空氣中約200個蠶醇分子，就足以使雄蠶蛾起反應。
雌蠶蛾不僅有雌醇存在，能引誘雄蛾來交配，而且雌蠶蛾還能分泌出蠶醛，能使正在交配的雄蛾行為安定下來。
聚集信息素
也叫集合信息素。動物依靠分泌物招引同種其他個體前來一起棲息，共同取食，攻擊異種對象，從而形成種群聚集。這種分泌物叫做聚集信息素。有多種低等動物常常聚集生活在一起，高等動物聚集在一起是否存在聚集信息素尚在探索中；但在昆蟲已發現一些聚集在一起的同種昆蟲能分泌出一類聚集信息素，用來召喚同類。
小鼠信息素的化學研究
小鼠信息素的化學研究聚集信息素的活性較高，如折翅蠊的成蟲對0.2納克聚集信息素起反應，一齡幼蟲對0.4納克起反應。其有效距離，在老熟幼蟲對成蟲約40毫米，一齡幼蟲對成蟲是10毫米。聚集信息素象性信息素一樣，釋放聚集信息素的叫做釋放者，接受信息素的叫做接受者或觸發者，聚集信息素能在同一性別或異性，同齡或異齡之間傳遞信息，對該種內個體的發育行為產生明顯的影響，群聚性昆蟲的行為和習性較為特殊。白蟻、蜜蜂、螞蟻等昆蟲組成幾十萬隻個體共同生活的群體，聚集信息素在群體生活中起主要作用。
示蹤信息素
合群性昆蟲的行動常常是集群的行動。特別是那些失去翅的合群性昆蟲或幼蟲期的行動，在它所爬過的路上常常留下信息素，以示其行動的蹤跡，使同伴追蹤尋跡而來告知它的同伴，“由此前行”，當它們發現新的食物源或新巢域時，同伴們尋蹤依跡而至。火蟻在尋找道路時，它的尾部末端的刺針常常沿著地面，這就是釋放示蹤信息素的方法。蟻類示蹤物質的來源器官主要是後腸、毒腺、達夫氏腺。白蟻的示蹤物質來源器官是腹部下方第4、5腹節間的腹板腺。當白蟻在地面行走時，估計1毫米長的道路，釋放出0.01微克的示蹤信息素。示蹤信息素在道路上存留時間約100秒，然後逐漸消失。
告警信息素
告警信息素的反應範圍大致是1立方毫米中有107～1012分子的告警物質，就引起同類的警戒，甚至少到100個分子也能起相應的反應，1隻螞蟻體內含有100～700微克的告警物質。有效告警信息傳遞半徑是1～10毫米，在2秒鐘內從告警發出者擴散到被告警者，在8～50秒鐘內信息素氣味就會消失。有的告警信息素除起報警作用外，有的兼有毒殺麻痹作用，例如螞蟻在攻擊敵害時，所分泌的蟻酸就有麻痹作用。
標誌信息素
有些動物生活在一定領域中，或接觸過一些物質後常留下一種特殊的標記物質，某種特殊氣味，藉以告知同種其他同性個體，排斥它們進入該處保持其領域不受同類中同性個體的侵犯，使它們不在該處棲息，不交配，不產卵等。
雌的蘋果實蠅與櫻桃實蠅產卵在果實上以後，在果實上遺留下一種高度穩定的、有極性的、水溶性的物質。雖然這種化合物不驅逐其他雌雄蠅，但能抑制其他雌蠅產卵於這一果實上。
純蛺蝶，雄蝶產生一種標誌信息素，在交配時能傳到雌蝶的外生殖器上，這種信息素非常持久。其氣味能“驅逐”其他雄蝶再來交配。
總之，動物的信息素是動物生存和生活的一種有效的化學通信物質，能引起動物發育和行為的變化，如集群、驅逐、忌避、招引、交配等。動物發散信息素腺體的發育，信息素量的微小和化學感受器（包括嗅覺器）的發達，以及行為上的配合與適應，對適應複雜多變的環境起了很大的作用。人們也可模擬和合成信息素以防治害蟲。
