下雨過後,我們聞到的,持續存在的獨特泥土味,原來是來自於它啊

每當下雨過後,特別是春雨,你是否有過這樣的感覺,新鮮雨水的獨特泥土氣味總是讓人心曠神怡,清爽舒適?那這種獨特的氣味是從何而來的呢?原來這是鏈黴菌(一種常見於土壤中的細菌)和一種六條腿的蠕蟲(被稱為跳蟲)之間的共生關係造成的,而這種氣味就是土臭素。

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來自整個動物王國的生物都非常適應地球土臭素的獨特飄蕩,包括蒼蠅、駱駝和人類。我們人類並不以嗅覺能力聞名,但我們可以檢測到濃度低至每萬億分之100的土臭素的標誌性麝香。從這個角度來看,鯊魚著名的嗅血嘴在海水中只能嗅出百萬分之一。

產生這種味道的細菌屬於鏈黴菌屬。鏈黴菌屬以產生獨特的化學副產物而聞名,這些副產物是許多抗生素、抗真菌和抗癌化合物的基礎。但每一種獨特的化合物都是由該屬500多種已知物種中的一小部分合成的。然而,在研究人員研究的122種物種中,就有120種擁有產生土臭素的基因。

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其實,自20世紀60年代以來,科學家們就已經知道了新溼潤土壤的氣味背後的化合物土臭素,但直到現在,研究人員才對其用途做出了可能的解釋。

土臭素伴隨著細菌的孢子,而這些細菌的孢子大量存在於世界各地的土壤中。研究人員懷疑這可能是某些動物或昆蟲的信號,可能有助於孢子的傳播。為了觀察什麼動物被這種氣味吸引,研究小組在瑞典阿爾納普的一片林地裡設置了一個由粘性陷阱組成的網絡。有些陷阱是用鏈黴菌做誘餌,有些則是用一種豆粉做誘餌。

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根據研究人員在《自然微生物學》雜誌上的報道,在這些野外實驗和實驗室中,由鏈黴菌菌落釋放的刺激性的土臭素和另一種叫做2-甲基異龍腦(2-MIB)的化合物吸引了成群結隊的跳蟲。研究人員甚至將電極插入到跳蟲的觸角中,由於化學物質飄過時觸角會抽搐,研究人員確定觸角可能會對土臭素和2-MIB特別敏感。

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結果表明,這些生物相互進化形成共生關係。鏈黴菌利用土臭素來敲響晚餐鍾,呼喚飢餓的跳蟲。它們會吃掉細菌,作為回報,節肢動物把細菌的孢子傳播得又遠又廣。而吃過的孢子散佈在大便中,而粘在身上的孢子則逐漸脫落。這類似於鳥類吃植物的果實,它們得到食物,但也分發種子,同時也有利於植物。

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但是鏈黴菌產生的無數化合物中,許多對真菌、昆蟲和線蟲都是致命的,為什麼選擇這種動物呢?據《大眾機械》雜誌的報道,大約5億年前,這種從昆蟲家族中分離出來的跳蟲,擁有能夠處理鏈黴菌的多種化學混合物的酶。

我們過去認為鏈黴菌孢子是通過風和水傳播的,但在土壤的小空氣室裡,風和水幾乎沒有空間做任何事情。因此,這些原始的小動物對於完成鏈黴菌的生命週期變得非常重要,而它們的這種共生關係可能有數億年的歷史。所以,下次你聞到雨的味道時,你要知道,香味飄進你的鼻孔時,同時散發著古時泥土的芳香。


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