你所不知道的細(xì)菌

江南

細(xì)菌有骨架

在課本中，雖說細(xì)菌的結(jié)構(gòu)被概括為“簡單”二字，但研究表明，很多細(xì)菌存在蛋白質(zhì)和隔室結(jié)構(gòu)。

組成我們身體的那些復(fù)雜細(xì)胞可以組成各種不同形狀，雖然它們僅被一個軟膜包裹著。這其中的奧秘就在于它們有內(nèi)部骨架，確切地說是有細(xì)胞骨架——一個由蛋白質(zhì)組成的纖維結(jié)構(gòu)。細(xì)胞骨架不僅可以幫助維持細(xì)胞的形狀，還能起到運(yùn)輸細(xì)胞內(nèi)分子的“軌道”作用，當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行分裂活動時，它能確保所有分子準(zhǔn)確就位。除此之外，細(xì)胞骨架也能夠幫助固定鞭狀鞭毛這樣游離的結(jié)構(gòu)。在一些磁性細(xì)菌中，細(xì)胞骨架的蛋白質(zhì)還能讓磁粒子排成一排，使整個細(xì)胞看上去就像一枚活生生的指南針。

除了我們在課本上學(xué)習(xí)的復(fù)雜細(xì)胞，如真核細(xì)胞有內(nèi)部結(jié)構(gòu)外，事實上很多簡單細(xì)菌也有自己獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，四分之一的有基因組序列的細(xì)菌有制造“微型隔室”的基因。這些形成的微型隔離室就像一個微小的化工廠，能夠通過聚集反應(yīng)物來加速反應(yīng)的進(jìn)行，還能幫助保護(hù)其他的細(xì)胞免受其在活動過程中產(chǎn)生的毒副產(chǎn)品的危害。

細(xì)菌家族里的大塊頭

也許你不了解細(xì)菌的其他情況，但你至少知道：它們是非常小的，小得用肉眼都看不到。它們之所以小，是因為相較于動植物的復(fù)雜細(xì)胞而言，只有單個細(xì)胞的細(xì)菌需要依靠擴(kuò)散運(yùn)動來移動細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)。而擴(kuò)散需在微米距離內(nèi)才有效，所以細(xì)菌長不大。

不過，確實有極少數(shù)的細(xì)菌長得非常大。至少有三種細(xì)菌是相當(dāng)巨大的，甚至不用顯微鏡我們也能看到它們。第一個“大塊頭”是在1985年被發(fā)現(xiàn)的，叫“費(fèi)氏刺骨魚菌”。這種棒狀的細(xì)菌，生活在紅海刺尾魚的腸子里，最長可達(dá)0.7毫米。

而納米比亞珍珠硫細(xì)菌的出現(xiàn)刷新了費(fèi)氏刺骨魚菌保持的世界最大細(xì)菌的紀(jì)錄。在納米比亞大陸架的沉積物中人們發(fā)現(xiàn)了這種細(xì)菌，它內(nèi)部含有微小硫磺顆粒，會發(fā)出閃亮的白色，當(dāng)它們排列成一行的時候，就好像一串閃亮的珍珠項鏈，因此有“納米比亞的硫珍珠”之稱。它的體積比費(fèi)氏刺骨魚菌還要大2～4倍。如果把它們和普通細(xì)菌來作比較，就好像把藍(lán)鯨和新生的小老鼠放在一起，相差可不是一點半點！

除了費(fèi)氏刺骨魚菌和納米比亞硫細(xì)菌，還有一種與此很類似的硫細(xì)菌，大約有0.5毫米寬，也能用肉眼看得到。所以，在細(xì)菌叢林中也許還有很多“大家伙”等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

細(xì)菌會“聚眾狩獵”

你們知道嗎？細(xì)菌也會通過釋放化學(xué)信號來尋找同伴哦！這些信號能幫助它們感知周圍同類的數(shù)量，一旦等到數(shù)目足夠，它們就會開始聚集——這是一種“群體感應(yīng)”。

能發(fā)光的海洋細(xì)菌有時候會利用這種群體效應(yīng)來確保它們在數(shù)量足夠多的情況下發(fā)出足夠亮的光。粘細(xì)菌也會像狼群一樣集體狩獵，游到一起，聚集在一塊，在它們獵物上方徘徊，并釋放酶類分解這些食物。聚集在一塊的時候，它們往往會捕捉到更大的獵物——這和狼群聚集在一起狩獵的目的是一致的。

不僅如此，甚至連不同種類的細(xì)菌之間也會有非常密切的合作。在一項研究實驗中，科學(xué)家們將兩種類型的細(xì)菌同時放在含有乙醇和富馬酸（一種化學(xué)物質(zhì)，晶體狀，無色、易燃）的容器中培養(yǎng)。其中一種細(xì)菌能夠分解乙醇，但在這樣的培養(yǎng)環(huán)境中，它沒辦法將此過程中產(chǎn)生的多余電子運(yùn)走；而另一種細(xì)菌雖然可以將過多的電荷轉(zhuǎn)移到富馬酸上，卻不能分解乙醇。那么從理論上來講，這兩種細(xì)菌都會死掉，可事實出人意料——它們長得十分茁壯。研究人員發(fā)現(xiàn)，它們之間形成了微小的納米網(wǎng)絡(luò)，可以將它們連接到一個電子傳導(dǎo)網(wǎng)上，從而使它們發(fā)揮出各自的長處。

怎么樣？細(xì)菌的世界比我們想象的要復(fù)雜多了吧，它們還具有很強(qiáng)的社會性呢！