棲息在每種動物每個角落和縫隙中的大量微生物不僅僅是被動的搭便車者:它們積極地塑造著宿主的福祉甚至行為。現在,研究人員已經發現證據表明,生活在土狼氣味腺中的細菌有助於產生氣味,動物利用這些氣味來識別群體成員,並判斷雌性何時準備交配。
凱文·泰斯是密歇根州立大學東蘭辛分校的微生物生態學家,他研究土狼氣味交流已有數年。在他就此主題發表演講後,有人問他細菌可能在其中扮演什麼角色。“我只是說,‘我不知道’,”他說。他開始調查。
他發現,40年來,科學家們一直在思考有氣味的細菌是否參與了動物的化學交流。但是,確定存在哪些細菌的實驗尚無定論,因為微生物必須在培養基中生長,而並非所有細菌都能做到這一點。然而,下一代基因測序將使泰斯能夠識別樣本中的微生物,而無需在培養皿中培養它們。
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資訊氣味
利用這項技術,泰斯和他的同事去年發表了一項研究,該研究鑑定出生活在土狼氣味腺中的細菌種類比之前對哺乳動物氣味腺的15項研究的總和還要多。在斑點鬣狗(Crocuta crocuta)和條紋鬣狗(Hyaena hyaena)中,大多數細菌都是發酵皮膚分泌的營養物質併產生氣味的那種。“細菌的多樣性足以潛在地解釋這些訊號的起源,”泰斯說。
現在,他們發現細菌群落的結構因動物留在草莖上的酸味、麝香味“糊狀物”的氣味特徵而異,這些糊狀物用於與它們的族群成員交流。此外,在斑點鬣狗中,細菌和氣味特徵在雄性和雌性之間以及雌性的生殖狀態之間都存在差異——所有這些屬性都是土狼已知能夠從氣味糊狀物中推斷出來的。這項工作發表在本週的《美國國家科學院院刊》上。
儘管這項工作專門針對土狼,但泰斯認為細菌可能也在其他動物的化學交流中發揮作用。傑瑞·威爾斯是荷蘭瓦赫寧根大學研究宿主-微生物相互作用的學者,他對此表示贊同。他說,這項工作是“微生物群如何傳遞關於其宿主資訊的 striking example,以及微生物群的共生如何與化學訊號和動物行為聯絡起來”。
他還補充說,微生物的氣味可以傳遞更多資訊:“誰知道呢,也許微生物群可以揭示關於其宿主的其他資訊,例如健康狀況、飲食、壓力狀態和社會聯絡模式。”