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一场大雨往后，咱们常常能在空气中闻到一种新鲜天然的泥土味。不过，组成这种气味的分子并非来自泥土自身，而是两种由土壤中的微生物发生的挥发性化合物——土臭素和2-甲基异茨醇。最近，一项宣布于《天然-微生物学》上的研讨提醒，新鲜的泥土味却是土壤中的链霉菌布下的“气味圈套”——闻味而来的跳虫在食用这些链霉菌的一起，也协助后者的子代孢子广泛传达。
撰文 | 石云雷
新鲜泥土味的来历
一场大雨往后，空气会变得非常湿润，一起还会弥漫着一股新鲜的泥土味。当咱们闻到这种气味时，常常会感觉到非常放松。但这种新鲜的泥土味终究是什么呢？本来，土壤中含有很多放线菌、粘细菌、蓝细菌和以及丝状真菌。由这些微生物发生的一些挥发性有机化合物（VOCs），构成了土壤的滋味。其间，最常见的是土臭素（一种天然的萜类化合物）和2-甲基异茨醇（2-MIB）。
下雨时，雨水会导致地上构成水坑，土壤中的这些有机物便能进入水坑中，并在水面上构成一层薄膜。跟着降雨继续，水坑会构成极端细小的气泡，将一些有机物和细小的泥土颗粒带入空气中。研讨发现，即便空气中土臭素和2-甲基异茨醇的浓度极低，人类和许多动物都能闻到它们的滋味。可是，当咱们在饮用水和食物中闻到这些分子的气味时，往往会发生厌恶的反响，因为这在某种程度上预示着食物和水现已被很多微生物污染了。但关于在土壤中生计的一些小型动物来说，这种气味却是非常有利。
弹尾目动物（Collembola，一种小型节肢动物，俗称跳虫）能以土壤中的放线菌和真菌为食。它们像天线相同的两只触角，能捕捉到空气中的这些气味分子，从而确认这些微生物的方位。对跳虫来说，这些气味分子更像是食物的香味。最新一项宣布在《天然-微生物学》上的文章中，来自瑞士等国的科学家企图研讨这些泥土味的小分子化合物在生态环境中的效果。终究，他们发现那些被气味招引、想要寻觅食物的跳虫，或是中了一些放线菌的“圈套”。
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传达子代的前言
在试验中，研讨人员使用气相色谱分析了一种放线菌——天蓝色链霉菌（Streptomyces coelicolor）发生的挥发性有机化合物。随后，他们调查了跳虫对这些小分子化合物的反响，发现不单单是土臭素，组成土臭素的中心产品germacradienol以及副产品大根香叶烯-D，均能引起跳虫触角上的电生理反响。此外，天蓝色链霉菌作为钓饵的户外圈套对跳虫具有显着的招引力，但关于蜘蛛和其他昆虫并没有显着的影响。
链霉菌是土壤中最常见的放线菌。简直一切链霉菌都含有发生土臭素的基因，近一半的链霉菌含有能组成2-甲基异茨醇的基因。链霉菌进入繁衍期时，会发生很多的子代孢子。研讨人员发现，链霉菌发生这些挥发性化合物时，恰好是它们发生的孢子开端分散的时期。因而，当被土臭素和2-甲基异茨醇招引的跳虫前来食用这些链霉菌时，便在无意间充当了协助孢子分散的前言。
链霉菌的孢子粘附在跳虫体表
因为跳尾的体表具有抗粘性的皮肤，并覆盖了疏水性的蜡质层，因而绝大多数细菌无法吸附在跳虫的外表。但让研讨人员惊奇的是，他们在触摸链霉菌的跳虫体表，发现了1万~10万个链霉菌孢子。经过扫描电子显微镜，他们发现这些孢子首要粘附在跳虫的刚毛上。
除了体表能协助传达孢子外，跳虫在摄食链霉菌后发生的排泄物，也能促进链霉菌孢子的传达。研讨人员进一步收集了洗去体表附着孢子的跳虫的排泄物。他们发现，70.8％的跳虫粪便颗粒都含有活的链霉菌孢子。这一发现也证明，链霉菌尽管被跳虫摄入，但它们的孢子仍能在跳虫的肠道中存活，并进行再次传达。
特别的“互利”联络
一些研讨证明，链霉菌能发生多种对无脊椎动物有害的代谢产品。因而，当土壤中的其他动物，如秀丽隐杆线虫也能感知到这些泥土味的小分子时，它们一般会测验逃走，防止食用这些对它们来说“有毒”的链霉菌。此外，果蝇也会对土臭素发生激烈的厌恶感，防止了被链霉菌的孢子污染和食用潜在的有毒食物。
但风趣的是，即便以链霉菌作为仅有的食物来历，跳虫却不会“中毒”。研讨人员发现，跳虫的基因组含有多个解毒机制相关的基因簇，因而它们能暴露在含有各种有毒物质的土壤中，并食用这些发生毒素的链霉菌。而链霉菌发生的多种抗生素，还能协助跳虫杀死体内的病原体。考虑到跳虫和链霉菌在土壤中均具有很高的丰厚度，研讨人员估测这两类生物在好久之前，就构成了这种特别的“互利”的联络。
实际上，许多在人类看来很诗意很天然的感触，如小鸟的叫声和花朵的幽香，从生物学和演化视点来看，更像是这些生物为了繁衍而发生的各种特征性行为。因而，当再一次在空气中闻到泥土味时，咱们或许不只会以为这是一种新鲜的感触，更想到这是土壤中的生物演化出的、绝佳的繁衍战略。
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