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通常提到微生物，是指肉眼難以看清，小到需要借助光學(xué)顯微鏡甚至電子顯微鏡才能觀察到的微小生物的總稱(chēng)。但是最近Jean-Marie Volland等人發(fā)現(xiàn)了一種肉眼可見(jiàn)的細(xì)菌，這或?qū)⒏淖?/span>人們對(duì)于微生物的認(rèn)知。

大多數(shù)細(xì)菌的細(xì)胞長(zhǎng)度在2μm左右，最大的可以達(dá)到750μm左右；這些細(xì)胞長(zhǎng)度在幾十甚至上百微米的細(xì)菌被稱(chēng)為巨型細(xì)菌。這些巨型細(xì)菌的存在也為科學(xué)家們提出了這樣一個(gè)問(wèn)題：自然界中是否還存在更加巨大的細(xì)菌？

Volland等人便發(fā)現(xiàn)了一種來(lái)自海洋硫化物的新型無(wú)柄絲狀硫化菌，長(zhǎng)度超過(guò)目前所有已知巨型細(xì)菌約50倍，達(dá)到了肉眼可見(jiàn)的厘米級(jí)別。這是一種絲狀的單細(xì)胞生物，被發(fā)現(xiàn)于加勒比海的紅樹(shù)林中，長(zhǎng)度能夠達(dá)到2cm。他們將這種細(xì)菌命名為Thiomargarita magnifica（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為Ca.T.magnifica）。

Ca.T.magnifica比以前我們認(rèn)識(shí)的任何單細(xì)胞原核生物都大得多，Volland等人使用了熒光染料、激光共聚焦掃描顯微鏡和具投射功能的電子顯微鏡來(lái)研究這種巨大的微生物，引人注目的是，所有的技術(shù)都表明，每一根纖維在其長(zhǎng)度內(nèi)幾乎都是一個(gè)連續(xù)的細(xì)胞，沒(méi)有分裂間隔，這表明這種巨大的細(xì)菌是一種單細(xì)胞生物。

我們知道細(xì)菌是一種原核生物，原核生物和真核生物相比最大的區(qū)別便是真核生物具有核膜包被的遺傳物質(zhì)，而原核生物則沒(méi)有明顯的核膜。與其他的細(xì)菌相比，Ca.T.magnifica的基因并不像其他原核生物那樣，能夠在細(xì)胞內(nèi)自由漂浮，而是被包裹在一層生物膜中，這有點(diǎn)類(lèi)似于真核生物。

Volland等人還發(fā)現(xiàn)Ca.T.magnifica是一種具有大基因組的多倍體細(xì)胞，即它的細(xì)胞中含有大量的基因組拷貝，這與其他巨型細(xì)菌類(lèi)似。多倍體已被證明可以降低基因的選擇壓力，這些巨型細(xì)菌細(xì)胞中的基因組廣泛分布在整個(gè)細(xì)胞當(dāng)中，從而支持了局部分子機(jī)制和整體細(xì)胞生長(zhǎng)的需求，以使它們的細(xì)胞體積能夠生長(zhǎng)的更大。而Ca.T.magnifica和其他巨型細(xì)菌不同的是，它的基因組拷貝數(shù)足足比其他巨型細(xì)菌高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。

Ca.T.magnifica的發(fā)現(xiàn)改變了“微生物是只能用顯微鏡才能看到的微小生命"這一觀點(diǎn)，這一觀點(diǎn)很有可能阻止人們發(fā)現(xiàn)更多的巨型微生物，大而復(fù)雜的微生物可能隱藏在更顯而易見(jiàn)的地方。也許Ca.T.magnifica并不是自然界中最大的微生物，也許人們還會(huì)發(fā)現(xiàn)更加巨大的微生物，研究它們罕見(jiàn)的生物特征可以使人們?cè)诹私馍飶?fù)雜性的進(jìn)化中更進(jìn)一步。

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【參考文獻(xiàn)】

[1] Jean-Marie Volland et al., A centimeter-long bacterium with DNA compartmentalized in membrane-bound organelles. biorxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.02.16.480423