臭气微生物帮助土狼彼此交流

气味腺中的细菌提供关于宿主物种、性别和生殖状态的信息

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栖息在每种动物每个角落和缝隙中的大量微生物不仅仅是被动的搭便车者:它们积极地塑造着宿主的福祉甚至行为。现在,研究人员已经发现证据表明,生活在土狼气味腺中的细菌有助于产生气味,动物利用这些气味来识别群体成员,并判断雌性何时准备交配。

凯文·泰斯是密歇根州立大学东兰辛分校的微生物生态学家,他研究土狼气味交流已有数年。在他就此主题发表演讲后,有人问他细菌可能在其中扮演什么角色。“我只是说,‘我不知道’,”他说。他开始调查。

他发现,40年来,科学家们一直在思考有气味的细菌是否参与了动物的化学交流。但是,确定存在哪些细菌的实验尚无定论,因为微生物必须在培养基中生长,而并非所有细菌都能做到这一点。然而,下一代基因测序将使泰斯能够识别样本中的微生物,而无需在培养皿中培养它们。


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信息气味
利用这项技术,泰斯和他的同事去年发表了一项研究,该研究鉴定出生活在土狼气味腺中的细菌种类比之前对哺乳动物气味腺的15项研究的总和还要多。在斑点鬣狗(Crocuta crocuta)和条纹鬣狗(Hyaena hyaena)中,大多数细菌都是发酵皮肤分泌的营养物质并产生气味的那种。“细菌的多样性足以潜在地解释这些信号的起源,”泰斯说。

现在,他们发现细菌群落的结构因动物留在草茎上的酸味、麝香味“糊状物”的气味特征而异,这些糊状物用于与它们的族群成员交流。此外,在斑点鬣狗中,细菌和气味特征在雄性和雌性之间以及雌性的生殖状态之间都存在差异——所有这些属性都是土狼已知能够从气味糊状物中推断出来的。这项工作发表在本周的《美国国家科学院院刊》上。

尽管这项工作专门针对土狼,但泰斯认为细菌可能也在其他动物的化学交流中发挥作用。杰瑞·威尔斯是荷兰瓦赫宁根大学研究宿主-微生物相互作用的学者,他对此表示赞同。他说,这项工作是“微生物群如何传递关于其宿主信息的 striking example,以及微生物群的共生如何与化学信号和动物行为联系起来”。

他还补充说,微生物的气味可以传递更多信息:“谁知道呢,也许微生物群可以揭示关于其宿主的其他信息,例如健康状况、饮食、压力状态和社会联系模式。”

本文经《自然》杂志许可转载。这篇文章于2013年11月11日首次发表

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