After a heavy rain, in addition to the clearer sky, more verdant vegetation, more warm sunshine, we can often smell from the air a unique "fresh earth fragrance". So what is this pleasant earthy smell?

一场大雨过后，除了更加澄澈的天空、更加青翠的草木、更加温暖的阳光外，我们往往能从空气中闻到一股独属于雨后的“清新的泥土的芬芳”。那么，这股令人愉快的泥土味、土腥味，究竟是什么呢？

“土腥味”是什么？

首先，这种所谓的“土腥味”在学术上被称为“潮土油”（petrichor），它是一种主要由土臭素（Geosmin）和2-甲基异茨醇（2-MIB），以及多种其他化学物质共同构成的化合物。

土臭素

“土腥味”是如何产生的？

约翰英纳斯研究中心（John Innes Centre）的分子微生物学主任 Mark Buttner 教授称，这种名为土臭素的有机分子由链霉菌产生。大多数健康的土壤中都存在链霉菌。下雨时，雨水积攒在地面形成水坑，土壤中的这些有机物便能渗入水坑中，并在水面上形成一层薄膜，随着降雨继续，这些有机物和微小的泥土颗粒便会进入空气中。阵雨之后的土臭素浓度远高于下雨之前，很多动物对它都很敏感，尤其是人类。

除了人类之外，土臭素也能吸引其他动物的注意，其中，跳虫（Collembola）是最为特殊的一类。跳虫喜欢潮湿的环境，以土壤中的放线菌、粘细菌等真菌为食，对于它们而言，这种泥土味更像是“食物香味”。

在土壤中，链霉菌能够产生多种对无脊椎动物有害的代谢产物。因此，当土壤中的其他动物感知到这些泥土味的小分子时，它们通常会试图逃避，以避免食用这些对它们来说具有“毒性”的链霉菌。然而，将链霉菌作为唯一食物来源的跳虫却不会受到这种“毒性”的影响。研究人员发现，跳虫的基因组含有多个与解毒机制相关的基因簇，这使得它们能够在含有各种有毒物质的土壤中生存，并食用这些产生毒素的链霉菌。而链霉菌产生的多种抗生素，能够帮助跳虫杀死体内的病原体。考虑到跳虫和链霉菌在土壤中的丰富度都很高，研究人员推测这两类生物在很久之前就形成了这种特殊的“互利”关系。

土臭素的危害和应用

土臭素不仅存在于土壤中，在我们的日常生活中也很常见。只不过，当我们在饮水机或者食物上闻到这种气味时，就不会认为它是“香气”，而可能是“馊味”，也意味着这些食物已被微生物污染了。

由于人类的鼻子对土臭素非常敏感，土臭素在20世纪60年代就被用于香水的制作中。一些科学家认为，人类喜欢雨的气味，可能是因为我们的祖先为了生存而时常渴望下雨。调香师玛丽娜·巴塞尼拉说“它（土臭素）是一种非常有效的材料，闻起来就和雨水打在混凝土上的气味一样，这是一种非常原始的气息。”

参考文献：

[1] BECHER P G, VERSCHUT V, BIBB M J. Developmentally regulated volatiles geosmin and 2-methylisoborneol attract a soil arthropod to Streptomyces bacteria promoting spore dispersal[J]. Nature Microbiology, 2020, 5(6): 821-829.

[2] BOWLER J. Love The Smell of Rain? There’s an Ulterior Motive Behind The Lure of Petrichor[EB]//ScienceAlert. 2020.

[3] BEAR I J, THOMAS R G. Petrichor and Plant Growth[J]. Nature, 1965, 207(5004): 1415-1416.

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