雨后泥土味是細菌的“誘餌”

文/石云雷

圖/東方IC

一場大雨過后，空氣中會彌漫著一股清新的泥土味。這種泥土的味道是怎么來的呢？原來，土壤中含有大量放線菌、粘細菌、藍細菌以及絲狀真菌，這些微生物產生一些揮發性有機化合物（VOCs）構成了土壤的味道。其中，最常見的是土臭素（一種天然的萜類化合物）和2-甲基異茨醇（2-MIB）。

研究發現，對于在土壤中生存的一些小型動物來說，這種氣味十分有益。比如，彈尾目動物（一種小型節肢動物，俗稱跳蟲）能以土壤中的放線菌和真菌為食。它們的觸角能捕捉到這些氣味分子，進而確定這些微生物的位置。

最新一項發表在《自然-微生物學》上的文章表明，看似因放出氣味而被跳蟲吃了的放線菌，其實也利用了跳蟲，而氣味則是它們的“誘餌”。

傳播子代的媒介

在實驗中，研究人員利用氣相色譜分析了一種放線菌——天藍色鏈霉菌產生的揮發性有機化合物。隨后，他們觀察了跳蟲對這些小分子化合物的反應，發現不僅是土臭素，合成土臭素的一些中間產物以及副產物大根香葉烯-D，都能引起跳蟲觸角上的電生理反應。此外，天藍色鏈霉菌產生的揮發性有機化合物對跳蟲具有明顯的吸引力，但對其他昆蟲并沒有明顯的影響。

鏈霉菌進入繁殖期時，會產生大量的子代孢子。研究人員發現，鏈霉菌產生這些揮發性化合物時，恰好是它們產生的孢子開始擴散的時期。因此，被吸引的跳蟲前來食用這些鏈霉菌時，便在無意間充當了幫助孢子擴散的媒介。

除了體表能幫助傳播孢子外，跳蟲在攝食鏈霉菌后產生的排泄物，也能促進鏈霉菌孢子的傳播。研究人員收集了跳蟲的排泄物，并洗去體表附著的孢子。他們發現，70.8%的跳蟲糞便顆粒都含有活的鏈霉菌孢子。這一發現也證實，鏈霉菌雖然被跳蟲攝入，但它們的孢子仍能在跳蟲的腸道中存活，并進行再次傳播。

特殊的“互利”關系

一些研究證實，鏈霉菌能產生多種對無脊椎動物有害的代謝產物。因此，當土壤中的其他動物，如秀麗隱桿線蟲感知到這些泥土味的小分子時，它們一般會嘗試逃走。但有趣的是，以鏈霉菌作為唯一食物來源的跳蟲卻不會“中毒”。

研究人員發現，跳蟲的基因組含有多個解毒機制相關的基因簇，因此它們能暴露在含有各種有毒物質的土壤中。而鏈霉菌產生的多種抗生素還能幫助跳蟲殺死體內的病原體。考慮到跳蟲和鏈霉菌在土壤中均具有很高的豐富度，研究人員推測，這兩類生物在很久之前，就形成了這種特殊的“互利”的關系。