微生物獵殺場

倩蕓

生態系統由植物、動物和微生物以及非生物組成的。生態系統內的生物會與環境相互作用，也會與其他生物相互作用。一個種群規模的變化會影響生態系統中的所有其他生物，這在捕食者和獵物的關系中得到了最有力的證明。

說到捕食者與獵物的關系，我們往往是從高等生物的角度來看的。例如，獅子追捕瞪羚，狐貍捕獵兔子，熊捕撈鮭魚……然而，這種關系也發生在微觀世界中，在那里可以在更小的范圍內找到“殺手”和“受害者”。有趣的是，原核生物之間的捕食是最古老的捕食形式之一，而這一過程可能造就了真核細胞。

在微生物的獵場中，這些微生物“超級反派”使用一系列機制來捕捉和吞噬獵物，從套索、黏性旋鈕到“吸血”，精彩程度絲毫不遜色于電影大片。

吸血球菌是一種小型的卵形細菌，存在于喀斯特湖泊等種類的湖治里的缺氧區。吸血球菌可以自由懸浮在水中，但只有在它進食獵物—一著色菌（一種紫硫細菌）時才會進行繁殖。不同于大多數掠食性細菌，吸血球菌是從內部開始吞噬獵物。吸血球菌會在獵物細胞的外部，通過專門的細胞質橋（連接兩個細胞的細長細胞質鏈）附著在獵物身上。

吸血球菌比它的獵物小得多，一個著色菌細胞可以供多達六個吸血球菌侵蝕。在搭好細胞質橋后，吸血球菌向著色菌釋放酶來分解其細胞質，并使營養物質通過細胞質橋輸往自身，就像“吸血鬼”咬住人類的脖子吸血。隨著吸血球菌進食，它會通過二元裂變生長和分裂，直到獵物被吸得只剩一具空殼（細胞壁、細胞質膜和一些細胞質內的包裹體）。

蛭弧菌

蛭弧菌（黃色）攻擊較大的細菌

蛭弧菌的棲息地很廣泛，從土壤到清泉水甚至污水，只要這些環境中有其他革蘭氏陰性細菌和氧氣，通常都能看到蛭弧菌的影子。蛭弧菌的獵物也有多種，但主要是多種革蘭氏陰性細菌，例如大腸桿菌等。一旦蛭弧菌感應到周圍有獵物存在，就會迅速游向獵物。蛭弧菌的移動速度非?？?，每秒的位移可以覆蓋100個細胞的長度，這相當于人類以每小時644千米的速度移動！

當蛭弧菌接近獵物時，它會緊緊鉗住獵物的外部，并像開瓶器撬開瓶蓋一樣旋轉，直到在獵物表面形成—個小孔，然后蛭弧菌順著小孔鉆入獵物體內。蛭弧菌一旦進入獵物的周質空間（細胞質和外膜之間的空間）后就會密封外膜孔，因此獵物細胞的內容物很少甚至完全不會泄漏。然后，蛭弧菌會分泌各種酶來分解獵物的細胞質，從而開始享用它的獵物大餐。

蛭弧菌在進食時，會長大并拉長成香腸狀。當它長到不能再長時，就會分裂成許多更小的蛭弧菌，從獵物細胞中破殼而出。然后這些小蛭弧菌又開始尋找自己的獵物，開始下—輪進食—分裂循環。

自然界中有超過200種真菌會使用特殊的菌絲，以捕獲線蟲為食。線蟲捕食菌存在于各種土壤環境中，它們產生的菌絲能作為捕獲線蟲的陷阱，也能用來穿透、殺死和消化線蟲內容物。線蟲捕食菌的陷阱由菌絲構成，菌絲分化是自發發生的，而且速度很快，通常在幾個小時內就能將陷阱搭建好。

線蟲捕食菌造出陷阱后，又是如何將線蟲引誘到陷阱中的？通過觀察，科學家發現線蟲捕食菌充分利用了線蟲沒有視覺、僅用嗅覺來捕食這一特點，通過分泌化學物質把線蟲吸引到陷阱旁，線蟲誤把菌絲陷阱當作食物而主動投身于陷阱，最終死亡。

不同的線蟲捕食菌各有其特殊的裝置桌捕獲線蟲，總的可分為兩大類——黏性陷阱和收縮環。

黏性陷阱

黏性陷阱的部分或整個表面都被具有黏性的蘸絲覆蓋，一旦體型小巧的線蟲踏入陷阱，那么就再也無法脫身。即使它通過折斷菌絲努力掙脫，“真菌捕獲器官”仍會附著在線蟲上并引發感染。雖然被稱為黏性陷阱，但它的黏性不像膠帶那樣，不會黏住泥土或塵埃，時刻只為捕殺線蟲做好準備。相反，黏性菌絲與線蟲表面的糖化合物強烈結合，能比一般膠帶將線蟲黏得更緊。

線蟲捕食菌一端上的3個細胞能彎曲并向內膨脹，然后像套索—樣牢牢套住線蟲

收縮環

這是線蟲捕食菌所造的最復雜的誘捕裝置，是一種在菌絲末端形成的環狀結構。當線蟲在尋找食物時不小心鉆進這個環狀結構，就會觸發響應。線蟲捕食菌會在不到0.1秒的時間里，使構成環狀結構的三個彎曲細胞迅速向內膨脹，像套在脖子上的套索一樣擠壓線蟲。

一旦誘捕成功，線蟲捕食菌就會用細長的穿透釘來刺穿線蟲的角質層。穿透釘將在線蟲體內膨脹并形成一個感染性的球莖，新的菌絲從中生長而出。菌絲分泌生物酶來分解線蟲的身體，分解后的營養物質通過菌絲被運輸回線蟲捕食菌體內其他地方用于生長。這個階段通常耗時1～3天，然后菌絲將從線蟲尸體中長出并形成孢子。

科學家對這些微生物中的“超級惡棍”很感興趣，正在摸索是否可以把它們的力量運用到工業、醫療保健或農業中。一些科學家一直在研究蛭弧菌，希望將它確立為治療人類、動物和植物革蘭氏陰性細菌感染的方法。

線蟲捕食菌從線蟲體內破殼而出