世界最大的细菌

这不是微生物!它有2厘米长,比一些昆虫还大。
2022年6月28日

采访

让-玛丽·沃兰,劳伦斯伯克利国家实验室

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壮丽硫藻,一种平均细胞长度大于9000微米的细菌,肉眼可见

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让-玛丽:当我打开它们的时候,它们是树叶的碎片——枯叶的碎片。然后,在叶子上,你可以看到白色的意大利面状细丝,大约有一到两厘米长,在水里左右摇摆,附着在叶子上。为了让你了解它们的大小,它们差不多和睫毛一样大,很可能是有史以来最大的细菌!

我们称细菌为“微生物”,因为你需要显微镜才能看到它们。我的意思是,它们通常只有几毫米宽。这不是微生物,我想你可以说它是一个“微生物”,不是吗?两厘米!

Jean-Marie -是的,你完全可以这么说。它们不太符合微生物的定义。那是肯定的。它们比大多数细菌大5000倍。这就好比你明天发现有些人有五公里高;比如和珠穆朗玛峰一样高。这就是它们的巨大。

克里斯-天哪!这些细菌做什么呢?

让-玛丽-他们在红树林水域里快乐地生活着。它们以硫磺为食。它们生长在红树林水底部的沉积物表面。

克里斯:它们是怎么变得那么大的,为什么?

让-玛丽:这是一个很好的问题,我们还没有回答。两个假设:第一个假设是,如果你是一个小细菌,你被其他以细菌为食的微生物吃掉,如果你长到比你的捕食者大几百甚至几千倍,那么你就不用担心被它吃掉了,对吧?第二种观点是,它们生活在一个不稳定的环境中,它们需要把自己定位在一个非常特定的地方,在那里它们可以提取生长所需的化学能。如果它们更大,它们可能能更好地获取这种能量。所以在这个意义上也有一些假设。

克里斯-他们肯定是一个实体吗?所以如果你仔细观察它们,很明显它们只是一个细菌细胞,而不是它们的一个大组合,它们都连接在一起,形成了一种“大”细胞。

让-玛丽-这是个很好的问题。答案的第一部分是肯定的,它是一个细菌细胞。我们做了很多显微研究来证实这一点。因为还有其他一些大型微生物可以制造厘米长的细丝,但它们是由许多细胞组成的。在我们的例子中,我们用一种我们可以完整观察它们的方式来制备这些巨细胞。所以我们用显微镜在三维上观察整个细胞。我们从未检测到任何分离会使细丝成为多细胞细丝。所以我们知道它是一个单细胞。

克里斯:你读过它的遗传密码吗?因为遗传密码通常可以给我们一些线索,让我们知道它是如何工作的,以及它的亲戚是谁。

让-玛丽-我们已经完成了基因组测序。是的。这让我们可以把它们放在生命之树上。它们属于一种叫做γ变形菌的细菌。例如,它们位于生命之树上的一个分支上,与真核生物的起源完全不同。所以我们知道它们不是构成我们身体或其他动物的复杂细胞的起源。我们在分子基础上也有一些线索来解释它们的极端大小。通过解读基因组,我们知道它已经失去了一些细菌以传统方式分裂所必需的基因。我们知道它有一些基因是增加细胞大小,延长细胞长度所必需的,这些基因已经被复制了。所以它们缺少一些分裂基因。 And on the other hand, they have multiple copies of elongation genes. So that kind of connects very well with the unusual morphology that we observe.

克里斯-你知道婴儿细菌是怎么产生的吗?它们是如何繁殖的?

Jean-Marie -我们确实知道,是的,我们这也是一种非常不寻常的制造婴儿细菌的方式,就像你说的。它们会长成这些大的细丝,在细丝的顶端,细胞会产生芽。所以它们只会收缩细丝的顶端。这个收缩会完全闭合。一小块会脱落,找到一个合适的位置,长成一个新的巨丝。

克里斯:有东西吃它们吗?他们有敌人吗?

让-玛丽-我们不知道。在接受采访之前,我和我们在瓜德罗普岛的合作者讨论过这个问题。他们说,他们已经研究了其他巨型硫麦克风,他们分析了它们的化学特征,我们可以称之为它们的化学特征,他们试图看看是否能在一些捕食者身上找到同样的化学特征,但他们找不到。所以他们没有任何证据表明,红树林中的鱼或小动物以这些巨大的细菌为食。我们知道它们不会被传统的细菌捕食者吃掉,因为它们太大了,不能被其他通常以细菌为食的微生物吃掉。所以我们不知道是谁在吃这些巨大的细菌!

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