关于细菌那些鲜为人知的6大特征！
2015/8/10 医学界健康生活

    

     个头小，小到要用显微镜才能看到；DNA没有核膜包裹，随意地漂游在细胞里；这些是人们对细菌的基本印象，不得不用简单二字概括。但是，最近的一些新发现让人们看到，细菌也有简单之外的不简单。

     作者：唐心

     来源：“科学画报”公众号

     1、细菌也有“骨架”

     复杂的细胞，比如组成我们身体的细胞，尽管只被一层膜包裹，却可以具有不同形状。秘密在于，它们内部的骨架，即细胞骨架，如同脚手架一般维持细胞的形状，甚至充当铁路的功能，在细胞之间运输分子，并确保细胞正常分裂。

     长久以来，人们认为，细菌周围包裹着一个厚实的僵硬的细胞壁，无需脚手架这样复杂的配件。但是，最近的研究发现，许多细菌和古生菌拥有一套细菌版本的细胞骨架蛋白质。它们帮助维持细菌的形状，锚定诸如鞭毛等“零件”的位置。在趋磁性细菌中，它们还把磁性颗粒固定成一排，这样整个细胞就像个有生命的指南针。

    

     2、细菌也有“内涵”

     人们通常认为，只有复杂细胞才有细胞器，但是一些细菌也有“内涵”。比如，25%的细菌体内有原始的细胞器，即微型化学工厂。在这个化学工厂里，反应物得到浓缩，化学反应的速度加快，毒副产品被及时排出。蓝细菌的羧酶体就是第一个被发现的微型化学工厂，它能提升光合作用的效率。

     还有一些细菌的细胞器不是工厂而是储藏室。比如，光合细菌和古生菌经常在体内储藏一些气泡，使得它们能漂浮起来。一些嗜硫细菌则在体内液泡里储藏硝酸盐。

    

     3、细菌也有大块头

     即使你对细菌不甚了解，你也应该知道，它们非常小，小到难以用肉眼观察到。生物学家认为，细菌的个头是与它们的运输方式相关的。细菌主要依赖扩散运输分子。因为通过扩散运输的距离较短，最远只有几微米，所以细菌的个头不能太大。

     不过，少数细菌确实长得很大。事实上，至少有3类细菌无需借助显微镜就可看到。第一类庞然大菌——费氏刺骨鱼菌发现于1985年，直到8年后才被归为细菌一类。它是一种杆状细菌，生活在红海的刺尾鱼的肠道里，长达0.7毫米，而生活在我们肠道里的大肠杆菌只有0.002毫米长。

     费氏刺骨鱼菌如何运输分子呢？它的秘密在于体内有几万到几十万份拷贝的DNA。这意味着，它能在细胞的不同地方生产蛋白质，而这些蛋白质只需扩散一小段距离即可到达目的地。

     1997年，人们发现了更大的纳米比亚硫磺珍珠细菌。它体长0.75毫米，体内有闪闪发光的硫磺珍珠微粒。它和费氏刺骨鱼菌一样，体内拥有数千份拷贝的DNA。它的大身形主要用于承载一个巨大的被膜包裹的囊，里面储存的硝酸盐可帮助它消化硫化氢长达3个月。如此储存是必要的，因为它所生活的海底家园供应的硝酸盐并不理想。

     2002年，第三类巨型细菌——硫细菌被发现，长约0.5毫米，可用肉眼观察到。相信还有更多巨型细菌有待我们发现。

    

    

     费氏刺骨鱼菌(上图)生活在红海的刺尾鱼(下图)的肠道里

     4、细菌也有合作精神

     我们很早就知道，细菌通过释放化学信号进行交流。比如，当它们感知到周围的兄弟足够多时，它们就发起集合信号。还有一些黏细菌在猎食时，成群地在猎物周围游来游去，并释放酶消化猎物。它们合作解决的猎物比它们单独解决的猎物要大得多，这与狼群一起捕猎的道理一样。

     最近的研究甚至发现，连不同种类的细菌都能保持亲密的合作关系。把两种还原菌放在一个培养皿里，里面放有它们的食物——乙醇和富马酸钠。其中一种细菌——铁还原细菌能够分解乙醇，但是无法去除培养皿里多余的电子。另一种细菌——硫还原细菌，能够把电子传递给富马酸钠，但是无法分解乙醇。理论上，这两种细菌无法存活。事实刚好相反，它们活了下来。它们长出一组微型纳米线连接彼此，搭成一个电子网格，互相帮助，共同存活下来。一些生物学家认为，这样的电子网格在土壤和海洋沉积物中极为常见。

     5、细菌的DNA也被膜包裹

     大多数细菌的基本特征之一是，它们没有细胞核，DNA在细胞内游荡。

     1991年，澳大利亚昆士兰大学的两位生物学家发现了一个奇怪的现象。隐球出芽菌似乎有被膜包裹的DNA。从电子显微照片来看，它的DNA被双膜包裹，如同复杂细胞的细胞核被膜包裹一样。

     那么，隐球出芽菌是细菌吗？它的“细胞核”没有复杂细胞的那么复杂，而且从遗传学角度，它的特征更符合细菌的特点。

    

     6、细菌也会吞咽

     复杂细胞，比如阿米巴和白细胞能够吞噬大的颗粒，即具有内吞功能。人们起初认为，细菌只能通过细胞膜的通道接收一些小颗粒。但是，2010年，隐球出芽菌又带给我们一个惊喜，它能吞噬大的颗粒，具有复杂细胞的内吞本领。

     如果说隐球出芽菌具有被膜包裹的DNA，我们尚且把它看作巧合。但是，同时具有两个如此惊人的特征，实在不能归为巧合。更为关键的是，隐球出芽菌具有某些真核细胞中与内吞功能相关的蛋白质。这仅是平行进化的一个特例，还是复杂细胞和细菌共同拥有一个具有内吞本领的祖先？

     如果真的有这个共同祖先，那将意味着，这个共同的祖先要比我们之前想象的复杂得多。这个祖先也有被膜包裹的DNA，这有可能改写我们现今所描绘的进化史。细菌并非原始细胞，它们的祖先可能比它们复杂得多，而它们是由一组复杂的祖先改进而来的简单版本。

    

    

    

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