史上最大細菌!長達2厘米!科學家重大發現,這還算微生物嗎

天空之城 2022/06/25 檢舉 我要評論

我們都知道,細菌是一種微生物。顧名思義,微生物體積都非常小,肉眼不可見,這也是我們上學的時候學過的。不過,這種觀念應該變一變了,最近,科學家們真的發現了肉眼可見的細菌!

據報道,這種細菌發現于加勒比海的一個紅樹林沼澤中。不得不說,加勒比海確實藏著很多秘密。2009年的時候,在北美洲加勒比海小安的列斯群島中部的瓜德羅普(法國一個海外省)的小島上,科學家就發現了當時最巨大的細菌,當時命名為Thiomargarita magnifica,簡稱T. magnifica,其長度達到了1厘米。

其中,magnus在拉丁語中代表「大」的含義,magnifique在法語中則代表華麗的意思。因此,這種細菌也可以意譯為漢語,也就是華麗硫珠菌。

時隔十三年,再次有科學家來到加勒比海的小島上進行研究。海洋生物學教授Olivier Gros將他取來的沼澤水樣本倒進培養皿中的時候,就看到了這個細菌。據他描述,當時在培養皿中,他看到了細小的白色粉絲狀物體漂在樹葉和泥土上。

當時,他萬萬沒有想到自己看到的竟然是一種巨型細菌的單獨個體!在經過熒光、X射線、電子顯微鏡和基因組測序等等多種手段進行研究和分析后,研究人員才不得不承認,這就是一種巨大的單細胞細菌。

研究人員將它命名為Ca. Thiomargarita magnifica,也就是說,它和2009年發現的那種細菌同屬于Thiomargarita屬的細菌。其長度達到了2厘米,不僅是此前的T. magnifica細菌的2倍,更是大部分細菌的5000倍,也比其他已知的巨型細菌都要大50倍。

根據本研究的主要作者、加利福尼亞州的海洋生物學家Jean-Marie Volland的說法,其他細菌看到這只細菌,就像一個人看見了一個長得和珠穆朗瑪峰一樣高的人一樣……你還別說,這個比例還挺精準的。

這挑戰了微生物的認知,因為理論上微生物是無法用肉眼直接看到的。因此研究人員也指出,嚴格意義上講,這種細菌已經不是微生物了。

問題在于,為何T. magnifica能夠「出類拔萃」,長得如此巨大呢?在最新一期的《科學》雜志上,研究人員提出了幾種理論,或許能夠解答這個問題。想要回答這個問題,首先要解釋為何其他的細胞無法長得如此巨大。

像動物、植物、真菌這樣的生物,屬于真核生物,其特點就是細胞的內部擁有著一個由核膜包裹的細胞核。顧名思義,細胞核是細胞最重要的部分之一,它儲存著生物的遺傳物質。相對應的,像細菌這樣的生物,則屬于另一種生物,那就是原核生物。也就是說,它們的細胞核周圍沒有核膜包裹。

奇怪的是,T. magnifica的細胞核也有一個特殊的內膜來包裹,研究人員用pepins來指代這種特殊的細胞結構。根據研究人員的說法,這個結構刷新了人類對細菌細胞結構的認知。

這種pepins可以給這些細胞提供一種特殊的能力,那就是生產更多的ATP。ATP的全稱叫做腺嘌呤三磷酸腺苷,簡稱是三磷酸腺苷。我們總說葡萄糖是提供能量的基礎糖類物質,但ATP才是生物體內最直接的能量來源。

在其他細胞體內,由于ATP很難被運輸得很遠,所以它們本身很難長得太大。而pepins可以幫助T. magnifica內部的ATP順利運輸,這也突破了其體型的限制。

另一個限制細菌體型的因素,就是其繁殖過程。我們知道,對于細菌來說,繁殖其實就是復制的過程。如果體型太大,那麼它在復制的過程中還需要再擴大一倍,其內部的細胞結構不足以支持這個過程。而T. magnifica則沒有這個問題,它可以僅僅將自身的一部分分類出來,就足以形成一個新的細胞。

總之,這種細菌在各個方面都打破了體型的限制,因此才能夠獲得遠超過同類的體型。當然了,這些理論仍然還處于猜想階段。pepins這種結構到底是不是這些細菌突破體型限制的關鍵,仍然有待于更多的研究。

據介紹,T. magnifica不僅體型巨大,基因組的規模也遠超過它的同類。一般來說,原核生物細胞內的基因數量是3935個,而T. magnifica則擁有11788個基因!

研究人員還從遺傳學的角度對它進行了分析,發現其基因組里還有進行硫磺氧化和碳固定的生物化學反應的基因,這意味著這種細菌是通過這種化學反應中的能量釋放來為自己供養的。所以大家的另一個疑慮就可以打消了,它們不會入侵人體,因為這對雙方來說都不是什麼好事。

這會是地球上最巨大的細菌嗎?

研究人員不這樣認為,他們相信,世界上可能還有著更加巨大的細菌,就隱藏在人類的眼皮子底下,只不過人類還沒有發現。一只單獨的細菌到底可以長到多大呢?讓我們發揮想象力,等待著科學家們更多的發現吧!#美國科研團隊發現2厘米長巨大細菌#

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