华丽硫珠菌：目前世界上发现的最大的细菌

山东农业大学百奥微生物科技协会

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，但是在大约2012年，法属安德列斯大学海洋生物学家奥利维尔·格罗斯在当地一片沼泽中偶然发现了这种奇怪的生物，它们在腐烂的红树林树叶表面生长，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。

华丽硫珠菌（Thiomargarita magnifica），是一种巨型细菌。它无需借助显微镜就可用肉眼看到，是有史以来最大的细菌。它可长到2厘米，形如一根细绳，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，华丽硫珠菌是第一个被发现以真核生物的方式在膜结合的细胞器中明确分离其遗传物质的细菌。这种细菌模糊了原核生物和真核生物之间的界限长期以来，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。

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。

据发布在预印本数据库bioRxiv的相关论文，与大多数细菌不同，这种单细胞生物体包含两个膜囊，其中一个包含所有DNA，其DNA不是在细胞内自由漂浮，而是全部包裹在这个膜囊中；另一个囊中充满了水，占其总体积的73%，有助于保持细菌的细胞内容物紧贴外细胞壁，以便它需要的分子进出。这些囊被称为“pepins”，这个名字来自水果的核。此外，研究人员对内部的DNA进行测序发现，其基因组非常庞大，有1100万个碱基，其中包含约11000个可清晰区分的基因。通常，细菌基因组平均大约有400万个碱基和大约3900个基因。 

称为核糖体的蛋白质生产工厂也位于充满DNA的囊内，这可能使基因编码转化为蛋白质的效率更高。日本九州工业大学计算生物学家竹本和弘表示，这种细菌不仅颠覆了人们关于微生物可变得多么庞大和复杂的观念，还 “可能是复杂细胞进化过程中缺失的一环”。 

研究人员一直将生命分为两类：原核生物和真核生物，前者包括细菌和被称为古菌的单细胞微生物，后者包括从酵母到人类在内的各种形式多细胞生命。原核生物具有自由漂浮的DNA，而真核生物则将它们的DNA包裹在细胞核中。真核生物还将各种细胞功能划分为称为细胞器的囊泡，并能将分子从一个隔间移动到另一个隔间——这是原核生物无法做到的。 

但是，此次新发现的微生物模糊了原核生物和真核生物之间的界限：它是第一个被发现以真核生物的方式在膜结合的细胞器中明确分离其遗传物质的细菌。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

参考资料：百度百科