這就是為什麼下雨后土壤聞起來很香的原因

這就是為什麼下雨后土壤聞起來很香的原因 新非洲/ Shutterstock

您是否曾經想過,是什麼原因導致夏天的小雨過後,泥土的氣味增加了? 這種神秘的氣味被稱為“Petrichor”,它的主要成分是一種有機化合物,稱為“土臭素”,它在潮濕的土壤中徘徊。

土臭味素來自古希臘語“ geo”(意為地球)和“ osme”(味)。 我們使用這種氣味作為香水的成分,這就是 使甜菜根具有泥土味。 土臭素也可以被認為是水和葡萄酒中的“異味”。

動物可以檢測到土臭味素。 例如,果蠅不喜歡土臭味素,它們會避免聞到任何氣味,可能是為了避免污染和 潛在有毒食物。 但是為什麼土生土素是在土壤中製成的呢? 作為來自瑞典,英國和匈牙利的科學家團隊的一部分,我們發現了這種神秘化合物背後的迷人生物學。

這就是為什麼下雨后土壤聞起來很香的原因 土臭素的化學結構。 Raimundo79 / Shutterstock

聞起來像(微生物)團隊合作精神

自1960年代以來,科學家就知道土臭素是由土壤中的微生物製成的,主要是由科學名稱的細菌製成的。 。 這些細菌在土壤中含量很高,是大自然中最好的化學家之一,因為它們會產生多種分子(稱為專門代謝物),許多抗生素都來自這些分子。 鏈黴菌及其近親 數千種不同的專門代謝物 –潛在發現新抗生素的真正寶庫。

事實證明,所有鏈黴菌均具有製造土臭素的基因,表明其具有重要的功能。 但是這些細菌從產生土臭素中得到什麼呢? 這一直是一個謎。

這就是為什麼下雨后土壤聞起來很香的原因 鏈黴菌細菌通常存在於土壤中,並以許多當前使用的抗生素的來源而聞名。 Tobias Kieser /約翰·英尼斯中心,諾里奇。, 作者提供


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In 我們最近的研究,我們發現土臭味素是化學語言的一部分,在 細菌和 跳尾,是一種富含昆蟲的類生物。

我們通過詢問是否存在土壤生物來吸引這種氣味,從而發現了這一點。 。 我們用 天藍色鏈黴菌 並把它們放在田裡。 我們的陷阱捕獲了幾種類型的土壤生物,包括蜘蛛和蟎蟲。 但是,引人注目的是,鳳尾魚顯示出特別喜好用生產土臭素的誘餌誘捕的陷阱 .

使用特定種類的跳蟲, 念珠菌,我們測試了這些生物如何感知和反應土臭素。 我們將電極放在其微小的觸角上(彈尾的平均體長約為2mm),並檢測出哪種氣味刺激了它們。

這就是為什麼下雨后土壤聞起來很香的原因 對跳尾進行了測試,看它們如何對土臭味產生反應。 BélaP.Mólnar/匈牙利農業研究中心。, 作者提供

觸角可感覺到土臭素和相關的土味香氣2-甲基異冰片醇,而觸角實際上就是生物的鼻子。 通過研究在Y形玻璃管中行走的跳尾,我們發現它們對聞到這些泥土化合物的手臂有強烈的偏好。

對於動物來說,好處似乎是氣味使它們成為食物來源。 雖然發射土臭素的微生物通常對避免它們的其他生物有毒,但我們發現它對我們測試的跳尾無害。

但是產生這些化合物如何使細菌受益呢? 鏈黴菌通常以菌絲體的形式生長-一個長而分支的細胞網絡,與它們生長的土壤纏繞在一起。當營養物質耗盡或土壤條件惡化時,細菌會通過使孢子擴散而逃逸並傳播到新的地方風或水。

我們的新發現是,孢子的產生還包括釋放出對跳尾誘人的土質氣味,並幫助孢子通過另一種途徑傳播。

這就是為什麼下雨后土壤聞起來很香的原因 孢子緊貼著跳尾的表皮,幫助細菌在土壤中傳播。 Ola Gustafsson /隆德大學, 作者提供

當跳尾在一個 在集落中,我們看到孢子粘附在它們的表皮(動物的外表面)上。 跳尾具有特殊的抗粘和憎水錶面, 細菌通常不粘,但 孢子可以粘附,可能是因為它們有自己的疏水錶面層。 跳蟲吃掉的孢子也可以存活,並以糞便顆粒的形式排出體外。

因此,跳尾有助於傳播 孢子在土壤中傳播時,就像誘使授粉的蜜蜂探訪花朵並帶走附著在其身上的花粉粒並為所探訪的其他植物施肥一樣。 鳥類吃有吸引力的漿果或水果,並幫助植物通過糞便傳播種子。

下次當您遇到泥土味時,就想起在腳下的土壤中興旺的迷人且極有價值的細菌。 您可能正在聽細菌與土壤中與之生活的生物之間古老的交流方式。談話

關於作者

分子細胞生物學教授KlasFlärdh, 隆德大學 和化學生態學副教授Paul Becher, 瑞典農業科學大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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