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。

然而,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”。

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,但對于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,當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。

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?？紤]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。(據《環球科學》)