现在已知的最大的细菌是丝状的“T.magnifica”,它以硫磺为食,游泳,并依附在海洋树木上。
一组科学家在加勒比海的瓜德罗普岛附近水域发现了一种肉眼可见的细菌,改变了我们之前对细菌大小的认知。这种新发现的物种被命名为“Thiomargarita(sulfurpearl/硫珍珠)magnifica”,它是如此之大,以至于它的单个细胞肉眼可见。
除了巨大的尺寸外,T.magnifica还显示出细菌复杂性增加的迹象。它的DNA不是在细胞中漂浮,而是像我们的一样,它的遗传信息隐藏在膜结合的结构中。对这种新发现的细菌的全面分析发表在今天的《科学》杂志上。
劳伦斯伯克利国家实验室和复杂系统研究实验室的海洋生物学家、该研究的主要作者让-玛丽·沃兰(Jean-MarieVolland)在新闻发布会上说:“我们发现的细菌的形状和大小,大致与人的睫毛一样,但它是一个单一的细菌细胞。”
“这些细菌大约是大多数细菌的倍,”沃兰补充说。“从长远来看,这相当于我们人类遇到了另一个人,他可能有珠穆朗玛峰那么高。”
年,研究合著者、安的列斯大学生物学家奥利维尔·格罗斯(OlivierGros)首次在小安的列斯群岛瓜德罗普岛的海洋红树林沼泽中发现了这种巨大的细菌。T.magnifica似乎是半透明的,有几厘米长,依附在水中腐烂的叶物上。起初,格罗斯认为这些白色的细丝是真核生物,主要是因为它们的大小。
上图:T.magnifica的栖息地:瓜德罗普岛的海洋红树林沼泽。
但将一些样本带回实验室,放在显微镜下观察发现,它们没有细胞核或线粒体——真核细胞的典型组成部分。相反,格罗斯在其内部发现了硫磺颗粒。格罗斯在新闻发布会上说:“它看起来更像是一种巨大的丝状硫氧化细菌,不同的是,它似乎不是多细胞的。”
T.magnifica的遗传信息储存在一系列被称为“pepins”的囊泡中,这些囊泡沿着这种生物的身长排列。在《展望》杂志的一篇相关文章中,华盛顿大学圣路易斯分校的微生物生物学家佩特拉·安妮·莱文(PetraAnneLevin)说,像T.magnifica这样大的细菌是如何协调其生长和发育的,还是一个谜。
研究小组对T.magnifica的基因组进行了测序和分析,并揭示了这种细菌的繁殖方式:细长细菌的一端收缩,将T.magnifica细胞一分为二。基因组分析表明,这种细菌的基因组很长——大约有万个碱基对,大约是一些相关细菌基因组长度的两倍。
T.magnifica的真实栖息地范围未知。到目前为止,它只在瓜德罗普岛红树林沼泽的几个地点被发现。它在生态系统中的确切作用仍然不确定。
上图:一种T.magnifica细丝,在其尖端有明显的萌芽。
该研究的合著者、劳伦斯伯克利国家实验室联合基因组研究所的遗传学家TanjaWoyke在实验室发布的报告中说:“红树林及其微生物组是碳循环的重要生态系统。如果你看看它们在全球范围内所占的空间,它不到世界沿海地区的1%。但是当你再看看碳储存时,你会发现,它们贡献了沿海沉积物中存储的10-15%的碳。”
格罗斯表示,在过去的几个月里,没有T.magnifica出现,所以它们的活动可能有一定的季节性。但它的存在首先表明,大细菌领域还会有更多的细菌。
微生物生物学家佩特拉·安妮·莱文补充说:“本质上更哲学的问题是,T.magnifica是否代表了细菌细胞大小的上限。这似乎不太可能,正如研究表明的那样,细菌的适应性是无止境的,总是令人惊讶的——永远不应该被低估。”
当然,“微生物”一词,好像并不适用于T.magnifica这个案例。根据发现的大型细菌数量,我们可能不得不开始考虑使用“巨菌”一词。
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