有益细菌:微生物会是无私的吗?

令人惊讶的是，即使是地球上一些最小的生物也能够利他主义。剑桥大学的乔治·萨尔蒙德(George Salmond)研究细菌中的利他主义，他与克里斯·史密斯(Chris Smith)进行了交谈。首先，克里斯问乔治在什么情况下细菌可以是利他的....

乔治:细菌和地球上其他生物一样，对病毒感染很敏感。对于细菌来说，它们被称为噬菌体或细菌病毒，而这些病毒只攻击细菌。病毒吸附在细菌上，注入它的遗传物质，基本上把细菌细胞变成了一个生产病毒的工厂。一般来说，这些被感染的细胞会爆裂，释放出大量新病毒，然后继续感染群体中的其他细菌。

所以如果你是一个细菌，就会进化出一系列不同的策略来抵抗病毒感染的潜在致命影响。而我们发现的细菌在病毒感染后似乎会自杀。从表面上看，这似乎不是一个聪明的策略，但实际上，这会导致任何入侵病毒的复制终止，这意味着没有任何新病毒的释放，这意味着细菌种群的其余部分受到保护，免受随后的病毒感染。

克里斯:细菌本质上是把自己隔离起来，尽管是最终隔离，以防止感染在它们的种群中传播。他们怎么知道自己被感染了?

乔治:这是一个非常好的问题。我们知道只有特定的细菌病毒可以诱导这个系统，这被称为流产感染，本质上它们必须滴定一种特定的病毒信号，我们目前正在努力研究。在它们的细胞中有一种叫做毒素-抗毒素系统的东西，不知怎的，病毒产物似乎刺激或破坏了这种毒素-抗毒素系统，从而导致细菌细胞的死亡——自杀事件。

克里斯-我想你可以把它想象成跷跷板，你需要保持平衡。有一种毒素试图告诉细胞死亡，一种抗毒素告诉细胞活下去，当病毒出现时，它增加了跷跷板的重量，说“死亡”。这触发细胞说，好吧，我必须消灭自己因为如果我允许这种病毒在我体内复制我就会感染我的其他细胞。细菌投降对整个种群有什么好处?

乔治:当然，你需要把细菌种群看作是无性繁殖的。

克里斯-这是什么意思?

乔治:他们在一个群体中都是一样的。

克里斯-遗传上是因为它们在分裂，所以当一个变成两个，变成四个，变成八个，等等这只是因为细胞在分裂，所以它们共享完全相同的遗传信息?

乔治:没错。在这个意义上它们是相同的。所以你可以看到，如果一个细胞被病毒感染并放弃它的生命，那么本质上，它是在保护这个群体中其他的克隆体。

克里斯-所以基因存活下来是因为相同的基因在整个细菌群中运行，但是被感染的单个细胞已经消灭了自己但它并不在乎因为基因在繁殖?

乔治:当然。

Chris -你认为这种行为最初是如何进化的，因为它们能够做到这一点是非常复杂的?

乔治:我们一直在研究的系统，我们不知道该系统是否在每个病例中都能滴定病毒感染的可用性。我们认为可能还有其他环境信号也会刺激自杀事件，比如营养压力。

克里斯:那么细菌，如果它们饿了，比如说，它们会想，好吧，如果我把自己消灭了，我的一些朋友可能还能活下来?

乔治-这可能是一种策略。

Chris -你是说同样的系统可以被用来应对许多不同的压力和压力，细菌最终可以利用它来减少活生物体的数量，从而减少对食物供应的需求，从而最大限度地提高菌株或物种的生存机会?

乔治:这在某些情况下可能会发生。这是一个相当复杂的领域，因为有关机制的信息非常少。但在我们的案例中，研究病毒复制，很明显种群在病毒存在的情况下存活。