如果列出某个微生物群落中的所有物种,就可以知道它们是谁;如果列出这些微生物的所有基因,就可以知道它们有什么能力。但如果列出微生物产生的所有化学物质(它们的代谢物),你就可以知道这些物种实际上在做什么。

动物世界里不可思议的现象(动物世界当中的味道世界)(1)

到目前为止,我们已经看到许多化学物质,例如共生因子多糖 A,以及麦克弗尔-奈发现能调控短尾乌贼的两种 MAMP(微生物相关分子结构),除此之外,还有成千上万种科学家们刚开始试着了解其功能的分子。

这些物质是动物与共生菌交流的方式,现在有许多科学家都试图"窃听"这些对话,不过"窃听"的人不只他们。微生物制造的分子也可以释出到宿主体外,飘荡在空气中,把讯息传到远处。如果你到非洲莽原上,或许可以"嗅"到一点蛛丝马迹。

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非洲莽原上的微生物分子

所有非洲的大型掠食动物中,就属斑点鬣狗 (spotted hyena) 最乐于社交。狮群可能有十几头,但一群鬣狗可以多达四十到八十只。

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牠们不会整群都一直待在同一个地方,而是一天之内多次拆散、重组成小群体。鬣狗群的社交动态,使牠们成为新一代野外生物学家研究的超棒主题。

鬣狗会使用各种不同的信号来应对复杂的社交,其中也包括化学讯息。斑点鬣狗会跨立在长草间,从屁股挤出气味腺 (scent gland),当腺体擦过草茎,会在上面留下一层薄薄的黏液,颜色从黑到橘都有,质地有稠也有稀,而气味呢⋯⋯"对我来说,它闻起来像发酵中的腐质土,但有些人觉得比较像切达起司或廉价肥皂。"赛伊斯说。

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赛伊斯已经研究鬣狗的黏液多年,但当有个同事问他,"细菌是否也有参与这种黏液的形成呢?"他被问倒了。

接着,他发现早在 70 年代,就有科学家提过类似的想法,认为许多哺乳动物的气味腺中含有细菌,使里面的脂肪和蛋白质发酵,产生不太好闻的气味分子散播在空气中。

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微生物组成的差异是否可以解释为什么不同的动物都带有其独特的气味呢?还记得圣地亚哥动物园有爆米花香味的貄猫吗?

微生物也能当作身份徽章,透露宿主的健康状况和其他信息。当动物们互相玩耍、争斗和交配时,也可能分享彼此的微生物,使这群动物拥有牠们独特的味道。这个假说挺合理的,但当年的人们很难进行验证,不过几十年过去,现在赛伊斯掌握新的遗传检测工具,这个问题迎刃而解。

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他在肯亚从七十三只被麻醉的鬣狗身上搜集气味腺黏液样本,在定序常驻微生物的 DNA 后看见,新发现的细菌种类竟比之前所有研究所发现的总和还多。他还发现,这些细菌与其产生的化学物质在斑点鬣狗和条纹鬣狗间、不同群的斑点鬣狗间、雄性和雌性之间,以及是否处于发情期的个体之间都有差别。

也因为这些差异,气味腺黏液就像用化学物质画出的涂鸦,可以显示留言者是谁、什么物种、年纪多大,以及是否准备交配。鬣狗藉由让草茎沾上有味道的微生物,在整片莽原上挥洒着自己的印记。

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不过,这仍然是个假说。"我们必须能操控和气味相关的微生物群落,看看气味特征是否会因此改变,"赛伊斯说,"然后,我们需要证明,当气味改变时,鬣狗真的会注意到并做出反应。"

同时,科学家也在其他哺乳动物的气味腺和尿液中发现类似的情形,包括蜥蜴、狐獴、獾、老鼠和蝙蝠。老狐獴的味道与"青春的芬芳"截然不同;公象的"男人味"也与母象的"女人香"不同。

这些气味会不会能传递一些讯息呢?

接下来,轮到我们了。人类的腋下与鬣狗的气味腺没什么不同,同样温暖潮湿,而且充满细菌。

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每个物种都有自己专属的气味,棒状杆菌会将汗液转化,发出类似洋葱的味道,并将睾固酮转化成香草或尿液的味道,或甚至没有味道—端看嗅闻者的基因而定。

这些气味能当作有效的信号吗?当然可以!

腋窝的微生物组成非常稳定,因此连带使我们腋下的气味也很固定。每个人都有自己独门的味道,在一些实验中,志愿者能从 T 恤上的气味区分衣服的主人,甚至可以分辨出同卵双胞胎身上不同的气味。我们或许就像鬣狗一样,也可以藉由嗅出微生物发出的讯息,来搜集彼此的信息。

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除了哺乳动物,沙漠飞蝗 (desert locust) 的肠道细菌会产生一些聚集费洛蒙,使原本孤身的昆虫变得成群结队,形成一个足以铺天盖地的大群集;德国蟑螂的肠道细菌也解释了为什么牠们都有聚集在彼此粪便周围的恶心癖好;巨牧豆树虫 (giant mesquite bug) 依赖共生菌制造一种警戒费洛蒙,告知彼此小心危险。

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动物为什么要倚赖微生物制造这些化学信号呢?赛伊斯的理由与罗尔斯、金和哈德菲尔德相同:这是"不可避免的"。

世界各处都能被释放挥发性化学物质的微生物占据,如果这些化学信号能反映出对某些特征(比如性别、力量或生育能力)的有用线索,宿主动物就可能演化出能散发气味的器官来滋养和保护这些微生物,使意外获得的线索最终变成大鸣大放的公开信号。

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因此,借由制造出能在空气中传播的讯息,微生物可以把影响的范围扩张到自己宿主以外,去改变其他动物的行为。如果这是对的,微生物可以影响宿主附近动物的群体行为,也就不足为奇了。

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