審核專家：紀十

生命領(lǐng)域觀察者

我們的身邊充斥著無數(shù)的細菌，然而我們卻看不見它們，因為細菌個體非常小，絕大多數(shù)細菌的直徑大小在0.5 5μm之間，只能在顯微鏡下一窺它們的真容。然而，最近有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了長達2cm的“巨型細菌”，改變了人們對細菌世界的認知。

該研究報告發(fā)表在《科學(xué)》雜志上 來源 science.org

華麗硫珠菌的發(fā)現(xiàn)

法屬安德列斯大學(xué)的奧利維爾·格羅斯在加勒比海的瓜德羅普群島的紅樹林里，發(fā)現(xiàn)了一種生長在弗蘭德紅樹林樹葉表面的奇怪的白色長條狀生物。經(jīng)過五年的研究，美國勞倫斯伯克利國家實驗室海洋生物學(xué)家Jean-Marie Volland和他的合作伙伴們終于確認這其實是一種細菌！它就是世界上最大的細菌——華麗硫珠菌。

白色的華麗硫珠菌，肉眼可見 來源丨sciencemag.org

本次發(fā)現(xiàn)的華麗硫珠菌并不是人類歷史上第一次發(fā)現(xiàn)巨型細菌，而是超越了1997年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的納米比亞嗜硫珠菌。納米比亞嗜硫珠菌與華麗硫珠菌同屬硫珠菌科，其長度達到了0.75mm，相比于一般的細菌，它算細菌里面的“巨人”了，同時它也保持了20多年的“世界最大細菌”的紀錄。

納米比亞嗜硫珠菌的著色顯微照片 來源 維基百科

華麗硫珠菌體長可達2厘米，堪稱細菌界的“巨獸”，是目前已知最大細菌體積的50倍，是絕大多數(shù)細菌的5000倍，這正是因為這一點，Date團隊之前才一直沒有認為它是一種細菌。

巨型細菌和其他一些常見微小生物的比較 來源丨sciencemag.org

華麗硫珠菌是一個單一的細菌細胞，外形呈絲狀，又因為是白色的，所以看上去就像一根白色的“意大利面”。

來源丨sciencemag.org

華麗硫珠菌屬于一種硫氧化γ-變形菌，不僅創(chuàng)造了最大的細菌的歷史記錄，同時也是第一個、目前唯一一個被發(fā)現(xiàn)的以真核生物的方式分離其遺傳物質(zhì)的細菌。

細菌的特征

盡管華麗硫珠菌很大，但仍屬于細菌，我們這里就來復(fù)習(xí)一下細菌的特征。

細菌的主要構(gòu)成部分為細胞膜、細胞質(zhì)、核質(zhì)和細胞壁，部分的細菌還有莢膜、菌毛和鞭毛等其他細菌沒有的特殊結(jié)構(gòu)。

細菌模式圖 來源丨59baike.com

細菌都是原核生物，因此它一般是單細胞，且結(jié)構(gòu)簡單，缺乏細胞骨架以及膜狀胞器，最為大家所知的例子便是上學(xué)時生物課本里學(xué)過的線粒體和葉綠體。細菌是微生物里數(shù)量和種類最多的一種族群，其中包括了螺菌、弧菌、螺旋體、放線菌、桿菌、球菌、霉?jié){菌、立克次體、衣原體。

原核生物二分裂的過程 來源 維基百科

細菌主要以無性二分裂的方式繁殖，當細菌生長到一定的時期，擬核分裂一次形成兩個大小相等的擬核并且新核會移向兩側(cè)，最終細胞一分為二，在原來的細胞的中央，形成新的細胞膜。并且細胞分裂是一個連續(xù)的過程。有些細菌分裂后的子細胞分開，形成單個的菌體，有的則不會分開，構(gòu)成自己的特殊的排列方式，如鏈球菌、鏈桿菌等。

華麗硫珠菌為什么這么大？

早在上世紀50年代，美國科學(xué)家舍希特等就發(fā)現(xiàn)細菌細胞生長的速度越快，細胞就越大。更為重要的是，該研究突破性地用了一個數(shù)學(xué)公式就描述了細菌的大小和生長速度之間的關(guān)系，也就是說只要知道了細胞生長的速度，就可以比較準確地推斷出細胞的大小。

一般情況下，細菌的體型越大，營養(yǎng)物質(zhì)就越難進入細胞內(nèi)，這在很大程度上限制了細菌變得更大。研究人員認為，華麗硫珠菌能成長得如此之大，是因為它有著更先進的細胞和復(fù)雜的組織，增加了其表面積，因此可以吸收更多營養(yǎng)和能量。此外，華麗硫珠菌能夠很好地利用紅樹林含硫水域底部的沉積物中硫的化學(xué)能量，也是其體型如此巨大的原因之一。

華麗硫珠菌的發(fā)現(xiàn)顛覆了人們對細菌的認知，但是人類對于微觀世界的探索卻從未停止。人類認識和研究微生物的這條知識之路，依然道阻且長。