雨后清新的泥土味中实则暗藏杀机!你脚下正有一场大战……

一场大雨过后 , 或者往草地浇灌之后不久 , 空气中就会弥漫着一股特殊的味道 , 对人类的感官来说 , 这种味道非常清新 , 甚至让人感到心旷神怡 。 这种感受主要与一类被称作土臭素的分子有关 , 它们是由土壤中的细菌所产生的 。
雨后清新的泥土味中实则暗藏杀机!你脚下正有一场大战……
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对人类来说 , 雨过天晴便可以出门觅食或工作 , 这种“土味”也成为了一种放松信号 。 不过 , 在我们看不见的地方 , 无数的线虫可并不喜欢这些气味 。 相反 , 这些信号对线虫来说预示着危险的存在 。 它们可不会接近大自然闻一闻这土臭素的芬芳 , 而是快速远离这些味道的来源 。
只有几毫米长的线虫几乎遍布全球 , 甚至在南极洲也能见到它们的身影 。 数量庞大的它们通常以细菌为食 , 但线虫没有复杂的生理系统 , 它不像人类有眼睛看到霉菌斑知道食物有危险 , 或者触碰果蔬判断它不新鲜了 。
土壤中的化学信号成为了它们感知食物是否可吃的判断依据 , 而土臭素恰好就是一种警报信号 , 告诉它们不要吃发出这些信号的细菌 。 《应用与环境微生物学》的一项新研究发现 , 一种名为天蓝色链霉菌(Streptomycescoelicolor)的革兰氏阳性细菌就会发出土臭素 , 但奇怪的是 , 这种分子对细菌的生长并没有任何作用 。
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土臭素似乎是天蓝色链霉菌防止自己被线虫吃掉的一种手段 , 因为它对细菌的生长、能量摄入和分裂都没有作用 。 “细菌不会直接抵御捕食者 , 它似乎只是发出一种警告 。 ”论文的主要作者BrandonFindlay教授表示 。
值得一提的是 , 研究发现土臭素对线虫是无害的 。 研究使用了一些秀丽隐杆线虫当作了测试对象 。 首先 , 他们将线虫放置在了存在土臭素但没有细菌的琼脂板上 , 结果线虫很快感知到了土臭素的存在 , 然后开始快速移动并且频繁改变移动方向 , 试图避开土臭素 。
随后 , 他们将线虫用于感应土臭素的神经元进行了人为突变 , 此时放置在相同条件的琼脂板上时 , 线虫不再到处移动 , 但是线虫的生存并没有受到影响 , 这说明土臭素本身对线虫是无害的 。
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▲线虫会避开土臭素 , 避免食用有害细菌(图片来源:参考资料[2])
然后当天蓝色链霉菌加入战局后 , 情况就变得不一样了 。 突变组的线虫不会避开土臭素 , 自然也会毫不避讳地吞下这些细菌 。 然而很快 , 这些线虫就出现了死亡 , 这只有一个原因 , 天蓝色链霉菌对线虫是有毒的 。
这一点就非常有趣了 , 细菌依赖土臭素让线虫不要捕食自己 , 线虫则靠土臭素避免食用有毒细菌 。 这种微妙的关系就是由土臭素来维系的 。
其实这种例子并不是第一次发现 , 例如过往研究发现当线虫食用铜绿假单胞菌而生病时 , 它会引起级联反应 , 让线虫体内的名为macoilin蛋白编码基因受损 。 如此一来 , 线虫便可以识别铜绿假单胞菌释放的一种小分子P11 , 当这段基因遗传给后代时 , 子代的线虫则会避开这类细菌 , 不再捕食它们 。
当然 , 土臭素的生物作用现在研究得仍然不是完全透彻 , 但可以确信的是 , 当我们站在户外感受雨后泥土芬芳时 , 你的脚下正有一场充满谋略的大战正在发生……
参考文献
[1]Thepleasantsmellofwetsoilindicatesdangertobacteria-eatingworms,Concordiaresearchersfind.RetrievedApr8th,2022fromhttps://www.eurekalert.org/news-releases/948825