几十年来土壤动物生态的难题解决了

由哥廷根大学领导的国际研究小组破译了丝状真菌的防御机制。霉菌是小动物的首选食物来源。由于真菌无法通过逃跑来逃避捕食，它们会产生防御性代谢物，从而使它们变得有毒或难吃。经过长达数十年的不成功调查，现已确定了这些防御化合物。结果发表在Nature Communications上。

蠕虫，弹簧和螨等小型土壤动物约占土壤中生物量的20%。自20世纪80年代以来，针对动物捕食者的真菌防御研究主要集中在霉菌毒素上。许多研究都记录了霉菌毒素对昆虫的毒性;然而，试图证明霉菌毒素在防御捕食方面的生态功能已经失败。哥廷根的研究人员发现，某些真菌色素不是霉菌毒素，而是保护真菌免受捕食。这些色素由许多子囊菌产生，属于二聚萘并吡喃类。研究了由镰刀菌属和一些热带属的真菌产生的红色色素aurofusarin。

Springtail和昆虫幼虫被认可并避免食用含有aurofusarin的食物。在真菌突变体的帮助下获得了关于耳毒素的生态功能的确切证据，其中通过基因工程破坏了aurofusarin合成。Springtails，woodlice和昆虫幼虫接受突变体作为食物，同时避免使用aurofusarin的真菌菌落。用不同的真菌物种和突变体进行的实验表明，在这些真菌中，无水硫柳素是主要的 - 甚至是唯一的 - 防御化合物。由真菌属曲霉属和青霉属产生的其他双萘并吡喃酮的初步实验表明它们也显示出拒食活性(即它们抑制摄食)。

为什么双萘并吡喃会排斥真菌?根据霉菌毒素假说，双萘并吡喃酮应该是有毒的。“当用含有aurofusarin的食物喂食弹簧时，我们无法发现任何毒性”，哥廷根博士生和该论文的第一作者Yang Xu解释说。“这些动物在用红霉素喂养五周后没有明显的伤害。因此，Aurofusarin似乎是一种无毒的拒食剂。”

数百万年后，为什么aurofusarin没有失去其拒食作用?合成杀菌剂经常在几年后失效，植物防御化学品不能保护其生产者免受适应性食草动物的影响。为什么土壤动物不适应真菌防御化学品?分子植物病理学和霉菌毒素研究实验室主任Petr Karlovsky教授解释说：“解释可能存在于真菌培养物中积聚的大量防御化学物质”。“导致防御化学品失活或减少其与(未知)受体结合的突变不会消除防御化学品的影响。”

如果这个假设被证明是正确的，那么aurofusarin将成为化学生态学中新现象的第一个例子：防止由于极高浓度的防御化学物质而使目标生物适应。

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