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死后,尸体微生物群推动生命循环

尸体微生物群有点恶心,而且常常有臭味,但了解这个群体如何让生命之轮不断转动。

Avery Hurt
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decaying deer skeleton in the woods
(图片来源: Jennifer Gauld/Shutterstock) 

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Eric Benbow 和几位同事在喝啤酒时,Benbow 为他们研究的对象提出了一个新词:尸体微生物群。尽管听起来有些洛夫克拉夫特风格,但尸体微生物群仅仅是指与正在分解的生物体相关的所有生物。

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这包括从微生物到昆虫、线虫,以及鸟类和陆地脊椎动物食腐动物的一切,密歇根州立大学研究尸体微生物群的生态学家 Benbow 解释道。

什么是尸体微生物群

当动物死亡时——这包括你,亲爱的读者——尸体微生物群的成员,无论是内部还是外部,都会开始分解尸体。最先开始啃食的是你体内的微生物,尤其是在你的肠道里。当你活着的时候,这些微生物会被你的免疫系统控制。但一旦你死了,免疫系统就不再起作用了。

“那时候,它们就会反过来攻击我们,从内部开始消化我们,”田纳西大学研究分解和生物降解的微生物学家 Jennifer DeBruyn 说,她也在研究尸体分解。

我们的细胞不再获得氧气(因为我们不再呼吸),所以它们会死亡并释放出碳水化合物、蛋白质和脂类等大分子。她解释说,微生物以这些大分子为食物和能量来源。

由于身体内部腔没有氧气,这个过程是一种厌氧发酵。这会产生很多气体,常常导致尸体膨胀。这就是它们会散发出那种独特的可怕气味的原因。当你走在森林里闻到死动物的气味时,你实际上是在闻微生物的屁。

但很快,体内的微生物就会与体外的分解者汇合。这些主要是细菌和真菌。

“一具尸体对它们来说是一个绝佳的资源,因为它富含营养和水分,”DeBruyn 说。最终,昆虫和脊椎动物食腐动物,如秃鹫、狐狸和浣熊,也会加入这场盛宴。

尸体微生物群也会分解植物。这就是你的堆肥箱里或森林中的落叶层正在发生的事情。


阅读更多蠕虫能闻到死亡的气味,这奇怪地改变了它们的繁殖能力和适应性

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在黏糊糊的浑水中

DeBruyn 的一个有趣研究问题是,这些体内微生物在消化完曾经是它们的家园的物质后会发生什么。她最初的假设是,肠道微生物在外界环境中存活不了多久。在内部,它们有非常有利的条件。温度总是 37 摄氏度(98.6 华氏度),有稳定的营养供应,而且没有氧气。

“所以它们过着相当舒适的生活,”她说。“我的假设是,一旦它们进入土壤环境,那就像狂野西部。温度、湿度、pH 值会有巨大的波动,它们通常看不到。”

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但当她开始调查时,她感到惊讶。在一项研究中,她和她的团队追踪了人体肠道微生物在尸体分解过程中在土壤中的 DNA。这种特定的细菌需要无氧环境才能生存。然而,他们发现它在土壤中存活了数月。她推测,这种微生物通过停留在尸体分解产生的脂肪和油脂池中而得以生存。

DeBruyn 说,这种“黏糊糊的烂摊子”会让该区域的土壤变得缺氧。在后来的一项实验中,她表明肠道微生物在这种黏糊糊的烂摊子中并没有休眠;它们仍然活跃并参与分解。

微生物可以协助侦探

尸体微生物群不仅进行回收,还提供大量信息。专家可以通过检查昆虫的定居情况,特别是它们的数量、种类和生命周期的阶段,来大致了解尸体死亡多久了。Benbow 说,这些信息已被世界各地的法庭使用。

死体上细菌和真菌的演替也很有信息价值。Benbow 和同事们已经证明,分析死体样本的拭子可以显示生物体死亡了多久。然而,这种方法尚未在法庭上使用。要达到这一点,需要更多的研究,包括对人类的研究,以开发稳健的模型。Benbow 说,这可能需要时间,因为做这种研究的人不多。

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尸体微生物群还可以告诉你尸体是否在死亡后被移动过。细菌在这方面可能很有帮助。Benbow 解释说,犯罪现场的土壤可能反映了与人类分解相关的微生物活动,即使尸体已经被转移到另一个地方。

生命循环

无论是死于自然原因的动物还是不幸的谋杀受害者,尸体微生物群都会改变局部环境。土壤的组成发生了变化,就像死亡的植物物质变成腐殖质一样。

脊椎动物食腐动物也在此发挥作用。例如,鸟类经常会在死体上和周围排泄。如果它们最近吃了来自另一个地方的种子,它们实际上就在播种这些种子。Benbow 说,如果土壤的酸度和养分合适,这些植物可能会生根发芽。整个植物群落都可能发生变化,因为尸体吸引了一只食腐动物带来了这些种子。

尽管我们倾向于将死亡视为一个悲剧事件,但对大自然来说,这只是生死循环的一部分。DeBruyn 说,如果没有尸体微生物群来维持这个循环,我们就会“被死物覆盖”。“分解者是如此重要,又如此不被欣赏。”

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文章来源

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  • Avery Hurt

    Avery Hurt

    Avery Hurt 是一位自由科学记者,经常为 Discover Magazine 撰稿,报道神经科学、昆虫和微生物等主题的科学研究。

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