雨後清新的泥土味中實則暗藏殺機你腳下正有一場大戰
一場大雨過後,或者往草地澆灌之後不久,空氣中就會瀰漫著一股特殊的味道,對人類的感官來說,這種味道非常清新,甚至讓人感到心曠神怡。這種感受主要與一類被稱作土臭素的分子有關,它們是由土壤中的細菌所產生的。
對人類來說,雨過天晴便可以出門覓食或工作,這種“土味”也成為了一種放鬆信號。不過,在我們看不見的地方,無數的線蟲可並不喜歡這些氣味。相反,這些信號對線蟲來說預示著危險的存在。它們可不會接近大自然聞一聞這土臭素的芬芳,而是快速遠離這些味道的來源。
只有幾毫米長的線蟲幾乎遍布全球,甚至在南極洲也能見到它們的身影。數量龐大的它們通常以細菌為食,但線蟲沒有復雜的生理系統,它不像人類有眼睛看到黴菌斑知道食物有危險,或者觸碰果蔬判斷它不新鮮了。
土壤中的化學信號成為了它們感知食物是否可吃的判斷依據,而土臭素恰好就是一種警報信號,告訴它們不要吃發出這些信號的細菌。《應用與環境微生物學》的一項新研究發現,一種名為天藍色鏈黴菌(Streptomyces coelicolor)的革蘭氏陽性細菌就會發出土臭素,但奇怪的是,這種分子對細菌的生長並沒有任何作用。
土臭素似乎是天藍色鏈黴菌防止自己被線蟲吃掉的一種手段,因為它對細菌的生長、能量攝入和分裂都沒有作用。“細菌不會直接抵禦捕食者,它似乎只是發出一種警告。”論文的主要作者Brandon Findlay教授表示。
值得一提的是,研究發現土臭素對線蟲是無害的。研究使用了一些秀麗隱桿線蟲當作了測試對象。首先,他們將線蟲放置在了存在土臭素但沒有細菌的瓊脂板上,結果線蟲很快感知到了土臭素的存在,然後開始快速移動並且頻繁改變移動方向,試圖避開土臭素。
隨後,他們將線蟲用於感應土臭素的神經元進行了人為突變,此時放置在相同條件的瓊脂板上時,線蟲不再到處移動,但是線蟲的生存並沒有受到影響,這說明土臭素本身對線蟲是無害的。
然後當天藍色鏈黴菌加入戰局後,情況就變得不一樣了。突變組的線蟲不會避開土臭素,自然也會毫不避諱地吞下這些細菌。然而很快,這些線蟲就出現了死亡,這只有一個原因,天藍色鏈黴菌對線蟲是有毒的。
這一點就非常有趣了,細菌依賴土臭素讓線蟲不要捕食自己,線蟲則靠土臭素避免食用有毒細菌。這種微妙的關係就是由土臭素來維繫的。
其實這種例子並不是第一次發現,例如過往研究發現當線蟲食用銅綠假單胞菌而生病時,它會引起級聯反應,讓線蟲體內的名為macoilin蛋白編碼基因受損。如此一來,線蟲便可以識別銅綠假單胞菌釋放的一種小分子P11,當這段基因遺傳給後代時,子代的線蟲則會避開這類細菌,不再捕食它們。
當然,土臭素的生物作用現在研究得仍然不是完全透徹,但可以確信的是,當我們站在戶外感受雨後泥土芬芳時,你的腳下正有一場充滿謀略的大戰正在發生……