世界上最大的细菌:华丽硫珠菌(Thiomargarita magnifica)

通常我们认为细菌是一种很小的生物,它们通常需要通过显微镜才能看到,但是最近科学家在小安的列斯群岛瓜德罗普岛上的一片红树林沼泽的咸水中发现了一种巨大的白色细菌——华丽硫珠菌(Thiomargarita magnifica),它已经巨大到能够用肉眼直接看到。

华丽硫珠菌是世界上最大的细菌,大到肉眼可见的程度
华丽硫珠菌是世界上最大的细菌,大到肉眼可见的程度

华丽硫珠菌(Thiomargarita magnifica)是一种长细丝状的细菌,被发现的时候科学家并没有意识到这是一个单独的细菌,因为它的长度普遍能够达到1厘米,有一些大的个体甚至超过2厘米,大小类似于人的一根眼睫毛。

但是后来科学家才发现这些不起眼的细丝就是一个单独的细菌,它具有比其他细菌更复杂的结构,而且和大多数细菌不一样,华丽硫珠菌将自己的DNA储存在整齐的小包中。

华丽硫珠菌比典型的细菌要大上千倍,甚至比类似于果蝇这样的复杂多细胞生物都更大。在它之前世界上最大细菌记录的保持者是纳米比亚嗜硫珠菌(Thiomargarita namibiensis),这种细菌偶尔能够长到3/4毫米大小,用肉眼也能看到的,但是华丽硫珠菌却比纳米比亚嗜硫珠菌还要大上30倍。

华丽硫珠菌呈现细丝状,但是这么大的个体是一个单独的细胞,并不是多个细胞组成的,只是这个细胞中包含了很多不同的隔间
华丽硫珠菌呈现细丝状,但是这么大的个体是一个单独的细胞,并不是多个细胞组成的,只是这个细胞中包含了很多不同的隔间

华丽硫珠菌不仅是目前发现的最大细菌,它在生物学上还具有一些重要的意义,华丽硫珠菌模糊了原核生物、没有细胞核的原始单细胞生物(它们的DNA是自由漂浮在细胞内的)和真核生物之间的界限。

华丽硫珠菌是一种细菌,它属于原核生物,但是它的DNA是包裹在一个膜囊结构中的,并不像其他的原核生物那样自由漂浮,所以这一点上它又像是真核生物。

长期以来,科学家认为细菌是不可能变得很大的,主要原因就是细菌越大,维持更大个体所需要的营养和能量就需要更大的表面积,但是很显然,体型增大的同时,表面积的增加是不成比例的。对于多细胞生物来说,它们是通过各种不同的细胞组成更复杂的组织来打破这种单细胞生物的体型限制。

华丽硫珠菌生活在南美洲北部的亚马逊丛林中
华丽硫珠菌的生活环境

而华丽硫珠菌之所以能够打破这种体型限制,是因为这种细菌的内部被细分了很多隔间,这些不同的隔间会执行不同的功能并能够显著的增加细菌的表面积。

虽然没有真核生物那么复杂的组织,但是华丽硫珠菌也进化出了很多复杂的结构和行为,它们能够固定碳,可以使用糖,可以在各种基质上生长,甚至可以相互交流,可以发出信号,具有一定复杂性的生命周期,这些都打破了之前对于原核生物的一些刻板印象。

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