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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。但是最近Jean-Marie Volland等人發(fā)現(xiàn)了一種肉眼可見的細(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)了一種來自海洋硫化物的新型無柄絲狀硫化菌，長(zhǎng)度超過目前所有已知巨型細(xì)菌約50倍，達(dá)到了肉眼可見的厘米級(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