环球科学杂志社@其实是细菌布下的“陷阱”，你爱闻的雨后泥土味
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一场大雨过后 ， 我们常常能在空气中闻到一种清新自然的泥土味 。 不过 ， 组成这种气味的分子并非来自泥土本身 ， 而是两种由土壤中的微生物产生的挥发性化合物——土臭素和2-甲基异茨醇 。 最近 ， 一项发表于《自然-微生物学》上的研究揭示 ， 清新的泥土味却是土壤中的链霉菌布下的“气味陷阱”——闻味而来的跳虫在食用这些链霉菌的同时 ， 也帮助后者的子代孢子广泛传播 。
清新泥土味的来源
一场大雨过后 ， 空气会变得十分湿润 ， 同时还会弥漫着一股清新的泥土味 。 当我们闻到这种气味时 ， 常常会感觉到十分放松 。 但这种清新的泥土味究竟是什么呢？原来 ， 土壤中含有大量放线菌、粘细菌、蓝细菌和以及丝状真菌 。 由这些微生物产生的一些挥发性有机化合物（VOCs） ， 构成了土壤的味道 。 其中 ， 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 ， 雨水会导致地面形成水坑 ， 土壤中的这些有机物便能渗入水坑中 ， 并在水面上形成一层薄膜 。 随着降雨持续 ， 水坑会形成极其微小的气泡 ， 将一些有机物和微小的泥土颗粒带入空气中 。 研究发现 ， 即使空气中土臭素和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味道 。 但是 ， 当我们在饮用水和食物中闻到这些分子的气味时 ， 往往会产生恶心的反应 ， 因为这意味着食物和水已经被大量微生物污染了 。 但对于在土壤中生存的一些小型动物来说 ， 这种气味却是十分有益 。
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 。 它们像天线一样的两只触角 ， 能捕捉到空气中的这些气味分子 ， 进而确定这些微生物的位置 。 对跳虫来说 ， 这些气味分子更像是食物的香味 。 最新一项发表在《自然-微生物学》上的文章中 ， 来自瑞士等国的科学家试图研究这些泥土味的小分子化合物在生态环境中的作用 。 最终 ， 他们发现那些被气味吸引、想要寻找食物的跳虫 ， 或是中了一些放线菌的“陷阱” 。
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【环球科学杂志社@其实是细菌布下的“陷阱”，你爱闻的雨后泥土味】图片来源：维基百科
传播子代的媒介
在实验中 ， 研究人员利用气相色谱分析了一种放线菌——天蓝色链霉菌（Streptomycescoelicolor）产生的挥发性有机化合物 。 随后 ， 他们观察了跳虫对这些小分子化合物的反应 ， 发现不仅仅是土臭素 ， 合成土臭素的中间产物germacradienol以及副产物大根香叶烯-D ， 均能引起跳虫触角上的电生理反应 。 此外 ， 天蓝色链霉菌作为诱饵的野外陷阱对跳虫具有明显的吸引力 ， 但对于蜘蛛和其他昆虫并没有明显的影响 。
链霉菌是土壤中最常见的放线菌 。 几乎所有链霉菌都含有产生土臭素的基因 ， 近一半的链霉菌含有能合成2-甲基异茨醇的基因 。 链霉菌进入繁殖期时 ， 会产生大量的子代孢子 。 研究人员发现 ， 链霉菌产生这些挥发性化合物时 ， 恰好是它们产生的孢子开始扩散的时期 。 因此 ， 当被土臭素和2-甲基异茨醇吸引的跳虫前来食用这些链霉菌时 ， 便在无意间充当了帮助孢子扩散的媒介 。
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链霉菌的孢子粘附在跳虫体表
由于跳尾的体表具有抗粘性的皮肤 ， 并覆盖了疏水性的蜡质层 ， 因此绝大多数细菌无法吸附在跳虫的表面 。 但让研究人员惊讶的是 ， 他们在接触链霉菌的跳虫体表 ， 发现了1万~10万个链霉菌孢子 。 通过扫描电子显微镜 ， 他们发现这些孢子主要粘附在跳虫的刚毛上 。
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