臭菘是一种“臭名昭著”的植物，其花朵散发着腐肉般的恶臭，让人避之不及。
为什么臭菘和一些植物会产生出令人不适的气味？科学家经过一项对恶臭植物的广泛研究发现，在植物王国中，散发粪便、腐肉等令人类不适气味的花朵其实相当普遍。其中某一植物属的物种在不到700万年的时间里在多次的进化中拥有了制造此类气味的能力。5月8日，相关研究论文发表于《科学》。
臭菘散发出含硫化合物，使其带有腐肉的气味。图片来源：Kirsanov Valeriy Vladimirovich/Shutterstock
未参与该研究的美国康奈尔大学伊萨卡分校化学生态学家Robert Raguso表示，这项研究凸显了人类对臭味植物的认知仍有诸多空白。“最近我们意识到，臭味花朵的复杂性远超想象，还有大量发现等待我们去探索。”
这项研究始于日本筑波国立科学博物馆生物学家Yudai Okuyama对日本最多样化植物类群之一——细辛属的调查。他和同事希望了解植物吸引不同传粉者的需求如何影响这一多样性。
在调查中，Okuyama发现一些细辛属植物会散发腐肉的气味，于是决定利用细辛属的多样性，深入研究植物如何产生这些恶臭化合物。研究人员记录了53种细辛属植物花朵释放的挥发性化学物质，并比较了有臭味与无臭味细辛属植物的基因和酶活性差异。
这一方法锁定了一类名为二硫键合酶的酶，这些酶能够将某些含硫分子转化为导致花朵恶臭的化合物。研究人员发现，类似酶在另外两个植物属中也独立演化出现。此外，仅需改变三个氨基酸，就能将植物和动物中常见的普通酶转化为二硫键合酶。
其他植物则通过不同途径产生恶臭花朵。例如，传奇的“尸花”——阿诺德大王花和泰坦魔芋，它们分别拥有世界上最大的两种花朵，均散发腐肉气味——但它们体内均不含二硫键合酶。
Okuyama希望进一步研究这些及其他恶臭花朵如何产生标志性气味。Raguso认为，这些成果将推动关于多样恶臭花香的研究。花朵可能在不同时刻释放不同化合物——例如，用一种成分吸引寻找食物或配偶的传粉者，随后改变气味驱赶传粉者，使其将花粉传播到其他花朵。此外，已发现一些花朵能模拟传粉者的多种饮食气味，如昆虫“血液”和发霉奶酪。
Raguso表示，该发现与长期以来“恶臭花朵仅模仿粪便、腐肉、真菌或果实”的简单认知相去甚远。“这曾让我们以为只有四种方式能变臭。但事实上，远不止于此。”他说。
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来源丨中国科学报
责编丨王梦如
审校丨徐来、林林
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