目前，科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn)，來(lái)自紅樹林的巨型微生物可能是單細(xì)胞生物和構(gòu)成人體細(xì)胞之間缺失的重要環(huán)節(jié)。
依據(jù)相關(guān)定義，微生物應(yīng)該很小，只能用顯微鏡才能看到，但近期科學(xué)家在加勒比海紅樹林中發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)菌顛覆了人們之前對(duì)微生物的認(rèn)知，該微生物的線狀單細(xì)胞肉眼可見，可以達(dá)到2厘米，相當(dāng)于一?；ㄉ?，比其他微生物大5000倍。更為重要的是，這個(gè)巨型細(xì)菌擁有龐大的基因組，不像其他細(xì)菌那些在細(xì)胞內(nèi)自由漂浮，它是包裹在一層膜狀組織中，這是一種更復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征，就像人體中的細(xì)胞。
近期，這種巨型細(xì)菌的相關(guān)信息一經(jīng)公布，立即讓一些研究人員感到震驚，開始分析評(píng)估它的特性，這是一種此前從未發(fā)現(xiàn)過的巨型微生物，比之前人類認(rèn)知的細(xì)菌體積大小上限提高了10倍。
該發(fā)現(xiàn)是不可思議的，令人大開眼界，這種超大體型細(xì)菌甚至比果蠅和線蟲更大，后者是實(shí)驗(yàn)室里常見的研究目標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)室研究中為了進(jìn)行細(xì)菌感染試驗(yàn)，他們會(huì)讓較小的細(xì)菌感染果蠅和線蟲，觀察感染后的變化。
這種巨型細(xì)菌除了顛覆關(guān)于微生物體積和復(fù)雜結(jié)構(gòu)之外，還可能是復(fù)雜細(xì)胞進(jìn)化過程中缺失的重要環(huán)節(jié)。長(zhǎng)期以來(lái)，研究人員一直將生命形式分為兩類：原核生物，包括細(xì)菌和被稱為古生菌的單細(xì)胞微生物；真核生物，包括從酵母至大多數(shù)多細(xì)胞生命形式（包括人類）的一切生物。原核生物的DNA處于自由漂浮狀態(tài)，而真核生物的DNA則包裹在細(xì)胞核中，真核生物還將各種細(xì)胞功能劃分為被稱為細(xì)胞器的囊泡，并能將分子從一個(gè)囊泡移至另一個(gè)囊泡，而原核生物卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
然而，最新發(fā)現(xiàn)的巨型細(xì)菌模糊了原核生物和真核生物之間的界限，大約10年前，法屬安的列斯群島大學(xué)海洋生物學(xué)家奧利佛·格羅斯（Olivier Gros）在當(dāng)?shù)匾黄訚芍信既话l(fā)現(xiàn)一種奇特生物，它在腐爛紅樹林葉子表面以細(xì)絲結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)。直到5年后，他和同事才意識(shí)到這些生物體實(shí)際上是一種特殊細(xì)菌，近期研究人員對(duì)該細(xì)菌進(jìn)行深入分析，試圖全面了解其生物特征時(shí)，才意識(shí)到該研究結(jié)果刷新了之前人們對(duì)細(xì)菌概念的認(rèn)知。
一些微生物，例如：黏菌和藍(lán)綠藻，形成了清晰可見的莖桿或者由成堆細(xì)胞構(gòu)成的細(xì)絲，但研究小組使用各種顯微鏡和染色方法驗(yàn)證了紅樹林細(xì)絲實(shí)際是每一個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，此外，該細(xì)胞包括兩個(gè)膜囊，其中一個(gè)包含所有細(xì)胞的DNA，這種膜囊是細(xì)胞器，是當(dāng)前一項(xiàng)重大科學(xué)新進(jìn)展，意味著生命的兩個(gè)分支并不像之前認(rèn)為的那樣差異很大，也許是時(shí)候重新考慮我們對(duì)真核生物和原核生物的定義了。
另一個(gè)膜囊中充滿水，可能是導(dǎo)致該細(xì)菌長(zhǎng)得異常大的原因之一，之前微生物學(xué)家認(rèn)為細(xì)菌必須非常小，部分原因是它們需要進(jìn)食和呼吸，并通過分子在細(xì)胞內(nèi)部擴(kuò)散進(jìn)行排毒，而這些分子的移動(dòng)距離非常有限。1999年，研究人員在納米比亞海岸發(fā)現(xiàn)了一種巨大食硫微生物，大約有罌粟種子一般大小。該微生物體形較大，是因?yàn)樗募?xì)胞物質(zhì)被一個(gè)巨大的充滿水和硝酸鹽的囊狀結(jié)構(gòu)擠壓在外細(xì)胞壁上，這種微生物基本分子仍然可以擴(kuò)散，因?yàn)橹挥刑幱谶吘壍募?xì)胞是活體，之后科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了其他大型食硫微生物，但是它們的長(zhǎng)絲結(jié)構(gòu)是由多個(gè)細(xì)胞構(gòu)成。
就像在納米比亞發(fā)現(xiàn)的微生物一樣，最新發(fā)現(xiàn)的紅樹林細(xì)菌也有一個(gè)巨大囊狀結(jié)構(gòu)——大概是水，占總體積的73%，這種相似性和基因分析使得研究小組將它與其他大多數(shù)巨型微生物歸為同一種屬，并建議將其命名為Thiomargarita magnifica。
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的最大Thiomargarita magnifica微生物體長(zhǎng)達(dá)到2厘米，如果該微生物不被踩踏、吞食，被風(fēng)吹走，或者海浪卷走，它的體型會(huì)變得更大。
分析結(jié)果顯示，這種微生物充滿DNA的膜囊也被擠壓在邊緣，當(dāng)研究人員對(duì)其中的DNA進(jìn)行測(cè)序時(shí)，發(fā)現(xiàn)它的基因組非常龐大，擁有1100萬(wàn)個(gè)堿基，其中包含大約11000個(gè)明顯不同的基因，通常情況下，細(xì)菌基因組平均大約有400萬(wàn)個(gè)堿基和3900個(gè)基因。
通過使用熒光物質(zhì)標(biāo)記DNA，該微生物的基因組如此龐大是因?yàn)橄嗤欢蜠NA擁有50萬(wàn)以上的副本，被稱為核糖體的蛋白質(zhì)制造工廠也存在于充滿DNA的囊內(nèi)，這可能使基因代碼編碼成蛋白質(zhì)的效率更高。細(xì)菌經(jīng)常被認(rèn)為是體型較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，未充分進(jìn)化的生命形式，也被稱為“蛋白質(zhì)囊”，但通過研究這種最大的微生物結(jié)構(gòu)，我們將對(duì)微生物產(chǎn)生了新的認(rèn)知。
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