雨后清新的泥土味中实则暗藏杀机！你脚下正有一场大战……

▎药明康德内容团队编辑  

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。

图片来源：123RF

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（Streptomyces coelicolor）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。

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Brandon Findlay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。

▲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……

参考资料：

[1] The pleasant smell of wet soil indicates danger to bacteria-eating worms, Concordia researchers find. Retrieved Apr 8th, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/948825

[2] The Ubiquitous Soil Terpene Geosmin Acts as a Warning Chemical. Applied and Environmental Microbiology (2022), DOI: 10.1128/aem.00093-22

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