不善言辞?可以试试用香水沟通
生物通 · 2017/04/23
国际第一通用语言是什么?普及面最广的 英语?使用人数最多的汉语? 在没有国界的科学世界,一组科研团队向大家解释了什么是真正的全球通用语言。

国际第一通用语言是什么?普及面最广的 英语?使用人数最多的汉语?

在没有国界的科学世界,一组科研团队向大家解释了什么是真正的全球通用语言。

荷兰生态研究所(NIOO-KNAW)的研究人员首次发现了,细菌和真菌的沟通工具——萜类(terpenes)。它广泛存在于自然界,构成了某些植物香料的主要成分和某些动物的激素、维生素。

不仅仅是细菌和真菌,科学家们还发现萜类可能是全地球通用的、最流行的化学语言。


这项报道在Nature子刊《Scientific Reports》文中提到,“仅1g土壤中就寄居着上亿个微生物,为了与其他个体打成一片,共享生活空间,微生物们就必须熟练的的掌握一种通用的化学沟通手段。”

研究人员证实,虽是两个物种,但细菌和真菌确实有在交流。项目带头人Paolina Garbeva解释道:“一种被称作沙雷氏菌属(Serratia)的土壤细菌能嗅到一种植物病原真菌镰刀菌(Fusarium)所释放的芳香萜类。它还能生产萜类和自动一下来回应镰刀菌。”

科学家们通过转录组学、蛋白质组学、代谢组学等多种技术手段监测了细菌和真菌的对话。“这些芳香剂,也称作挥发性有机化合物(VOCs),并非是代谢废物,而是真菌和细菌之间为了远程通话而专门谱写的一段有用信息。”

但是这种气味语言能够传播多远呢?我们知道致病真菌也在地表活动并侵染植物,它们能与植物进行交流吗?Garbeva说:“我们很早以前就知道植物和昆虫能通过萜类传递信息。直到如今微生物的沟通方式才被揭开,我们认为这种‘萜语’的传播和使用范围恐怕极为广泛。”

真菌、原生动物、细菌,甚至高等动物,都在使用萜类信息素(pheromones)。因此,提出“萜语”有更广阔的受用范围这一观点并不足为奇。

萜类绝不是唯一的可以用于沟通的VOCs。研究人员从土壤中还检测到了其他800多种的用于传递信息的挥发性化合物。“生命体本就是一台多种语言检索器,而萜类恰恰是最常用的语言。”

暂时科学家们还做不到完全破解这种语言密码,但是作为普通读者,至少我们可以得到一点有用的信息:既然 “萜语”是生物的“母语”,对身型矮小的人来说,利用人工萜类香水来脱颖而出会是个不错的办法。

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  • Fungal volatile compounds induce production of the secondary metabolite Sodorifen in Serratia plymuthica PRI-2C

    The ability of bacteria and fungi to communicate with each other is a remarkable aspect of the microbial world. It is recognized that volatile organic compounds (VOCs) act as communication signals, however the molecular responses by bacteria to fungal VOCs remain unknown. Here we perform transcriptomics and proteomics analyses of Serratia plymuthica PRI-2C exposed to VOCs emitted by the fungal pathogen Fusarium culmorum. We find that the bacterium responds to fungal VOCs with changes in gene and protein expression related to motility, signal transduction, energy metabolism, cell envelope biogenesis, and secondary metabolite production. Metabolomic analysis of the bacterium exposed to the fungal VOCs, gene cluster comparison, and heterologous co-expression of a terpene synthase and a methyltransferase revealed the production of the unusual terpene sodorifen in response to fungal VOCs. These results strongly suggest that VOCs are not only a metabolic waste but important compounds in the long-distance communication between fungi and bacteria.

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