細菌王國的社交生活

社會是如此奇妙，細菌的生存智慧一定會對你我有所啟示。

2003年，德國馬克斯·普朗克學院的一位名為菲力舍的生物學家做了一個有趣的實驗:使用基因技術，菲力舍改變了一種細菌中某種基因的活動能力，使那種基因失去了正常的功能，因而細菌表面上一種微小的結構也隨之消失了。

科學家認為，那些微小的結構是細菌用做相互識別、完成集結的，現(xiàn)在它們沒有了，細菌們怎么辦呢?

9個月后，人們發(fā)現(xiàn)細菌重新找到了一種交流方式，它們分泌出一種特殊的物質，這種膠水樣的物質使細菌相互識別并聚集成團。它們顯然又可以重新集結，尋找新的食物和新的領地了。

菲力舍的實驗表明，細菌是一種善于合作的生物，它們的集團意識非常強，這樣的行為可能來自十分古老的年代。在地球上，那些最早的單細胞生物就是依賴合作去獲取資源、謀取生存的，它們因此也發(fā)展出復雜的溝通和交流的本領。科學家發(fā)現(xiàn)，與動物一樣，細菌的社會同樣存在感人的情節(jié)和悲壯的故事，只是不為我們所知罷了。

伯納德·J·庫斯庇是加拿大西蒙·弗雷澤大學的行為生態(tài)學家，他相信細菌的社交行為與昆蟲和脊椎動物們并沒有本質上的不同。如同蜜蜂構建蜂巢，一些細菌也制作它們的“房屋”。這種被稱為“生物膜”的東西是它們的家，細菌們住在生物膜里，它們喜歡潮濕的地方，船體、下水道、植物以及動物的體內都是它們安家的好去處。

庫斯庇發(fā)現(xiàn)，在細菌的世界里，合作經常使細菌有了明確的分工，它們中的有些會主動控制自己的繁殖欲望而獻身于服務群體的工作。根瘤菌聚集成一個瘤，它們忙著在植物的根部固氮，在細菌的群落中，根瘤里面的細菌總是限制自己的繁殖活動，而外圍的細菌則致力于繁衍家族。

科學家相信，在控制細菌的社會行為中，基因起著關鍵的作用。基因使菌群處在嚴厲的控制之下，并進化出獨特的獎懲機制，它獎勵利他的行為，而制約利己的行為。正因為如此，細菌家庭才有力量去面對強勁的競爭對手和嚴酷的自然環(huán)境，尋找食物繁殖，并進化成今天這個樣子。

人們驚訝地發(fā)現(xiàn)，在細菌的群體中，每一個細菌都似乎知道整個群體的情況，例如細菌的數(shù)量是否已經足以構建一個生物膜或者足以完成一件公共的使命等等。問題是，它們是如何做到這一點的呢?大約30年前，科學家通過研究兩種發(fā)光細菌的行為發(fā)現(xiàn)了一部分細菌傳播信息的秘密。原來，這些細菌是通過釋放一種類似荷爾蒙的分子完成信息傳播的，當細菌達到某種特定的密度時，它們便開始釋放這種分子，并由此引發(fā)一些相應的集體行為。科學家稱細菌的這種能力為“數(shù)量感覺”。數(shù)量感覺是細菌社交生活的重要手段。今天的研究還使一些學者相信，就是數(shù)量感覺使許多細菌變成了冷酷的殺手，例如一些有毒的細菌在宿主身上原本處于休眠狀態(tài)，但當它們的密度達到臨界狀態(tài)后，它們便活躍起來，并開始釋放毒性物質了。

科學家預言，揭示細菌社交生活的秘密將為醫(yī)學的發(fā)展帶來一次重大突破，因為人們可以通過切斷細菌交流渠道的方式使細菌們失去繁衍毒性家系的機會。

美國普林斯頓大學的微生物學家本尼·L·巴斯拉和她的同事們正致力于找到一種辦法阻止細菌們釋放分子，假若他們成功，人們便可以用這種方法對付細菌疾病了。