科学家发现雨后出现独特气味的原因由5亿年历史的化学“交流”模式介导

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长期以来，科学家们一直对下雨时出现的独特气味着迷。当一个季节的第一场雨落到干燥的土壤上时，这种气味就会特别突出。两位澳大利亚的研究人员将这种气味命名为“潮土油”(petrichor,久旱逢甘霖的泥土味)。因为20世纪60年代的一项有影响力的研究表明，在干燥时期，某些植物会产生一种特殊的油脂，然后在下雨时释放到空气中。

Petrichor的一个主要成分是一种叫做土臭素(geosmin)的有机化合物。科学家们已经知道，有一种常见的细菌属--链霉菌（Streptomyces）会产生土臭素。几乎所有种类的链霉菌在死亡时都会释放出土臭素，但直到现在为止，人们还不清楚这种细菌产生这种独特气味的确切原因。

"事实上，它们都会产生土臭素这一事实表明，它赋予了这种细菌一种选择性的优势，否则它们不会这样做，"新研究的一位作者Mark Buttner说。"所以，我们怀疑它们在向什么东西发出信号，最明显的是一些动物或昆虫可能会帮助分发链霉菌孢子。"

通过一系列的实验室和野外实验，研究人员发现，土臭素能特别吸引一种叫弹尾虫的小型节肢动物。研究人员通过研究弹尾虫的触角，发现这种生物可以直接感应到土臭素。研究人员认为，这两种生物是一起进化的，链霉菌是弹尾虫的食物，而弹尾虫随后传播细菌孢子，帮助播种新的链霉菌菌群。

"这两者是互利的，"Buttner解释说。"弹尾虫吃链霉菌，所以土臭素将它们吸引到有价值的食物来源。而且，弹尾虫会将孢子分布在它们的身上和粪便中，这些孢子都粘在它们的身上，而粪便中充满了有生命力的孢子，所以链霉菌会被驱散。这类似于鸟类吃植物的果实。它们在得到食物的同时，还能分发种子，这对植物有好处。"

这种共生关系是链霉菌生存的关键，因为已知该菌会产生某些抗生素化合物，使其对其他生物如果蝇或线虫等有毒。另一方面，弹尾虫会产生一些新奇的酶，这些酶可以解毒链霉菌产生的抗生素。这一令人信服的新发现表明，这种标志性的湿地气味的一个主要因素是由细菌和节肢动物之间近5亿年的关系所支撑，这种关系是由一种异常特殊的化学交流模式所介导的。

"我们过去认为链霉菌的孢子是通过风和水来传播的，但在土壤中的小气室中，风或水几乎没有什么空间，"Buttner说。"所以，这些小型原始动物已经成为完成链霉菌生命周期的重要组成部分，它是科学界已知的最重要的抗生素来源之一。"

这项新研究发表在《自然微生物学》杂志上。