国际 2022-07-02 11:56

细菌通常是微观生物,尽管最近在瓜达卢佩的红树林中发现的一种肉眼可见的细菌是已知的最大的细菌,它对生物学和生物进化的一些基本原则提出了质疑。

根据《科学》杂志发表的一项研究,这种独特的细菌来自硫玛格丽塔属,被命名为Magnifica,长1厘米,具有意想不到的复杂性。

其特殊性在于它是一个单细胞,它的DNA被分隔在附着在细胞膜上的囊泡中,所以“它可以被认为是迄今为止唯一具有这种能力的细菌,因此挑战了我们对细菌细胞的概念,”来自法国安的列斯大学的Silvina González-Rizzo指出。

美国联合基因组研究所(JGI)的让-玛丽·沃兰(Jean-Marie Volland)说,这种细菌形状像丝状,比大多数细菌大5000倍,“就好像一个人将遇到另一个海拔高达珠穆朗玛峰的人。”

他补充说,由于它的尺寸,它超过了细菌翼展的理论最大值,这与它们与环境的相互作用以及它们如何利用能量有关。

加州大学默塞德分校的Tanja Woyke说,研究人员还不知道是什么导致了它的巨大体型,但他们认为它的基因包含“一些潜在的线索”。其膜的复杂组织也可能使其达到那样的大小。

瓜德罗普岛安的列斯群岛大学的奥利维尔·格罗斯于2009年发现了这种细菌,他指出这种细菌对人类没有致病性,并回忆起他第一次看到这种细菌时的情形:“它们就像白色的细丝附着在沉积物中的什么东西上。像一片叶子。”

经分析,这是一种原核生物(细菌和古菌),其细胞没有分化的细胞核,DNA在细胞质中自由漂浮。

González-Rizzo,负责基因分析的科学家之一,起初认为它们是真核细胞(动物、植物和真菌的细胞,DNA被一层膜覆盖),但分析确定它是一种硫氧化原核生物,一种硫玛格丽塔属的细菌。

这种细菌的基因组在大小和复杂性上也很独特,它的基因数量是大多数细菌的三倍,它的DNA被划分成膜状结构或被称为“块”的细胞器,这对细菌来说是意想不到的

这位科学家指出,最后一个特征“挑战了细菌细胞的概念”,但强调“它不是原核细胞和真核细胞之间缺失的一环”。毫无疑问,这种生物是一个硫氧化γ变形菌属硫玛格丽塔”。

到目前为止,这种类型的结构,比如隔间,还没有在细菌中发现过,所以,Volland解释说,“这是细菌进化出更高程度复杂性的一个迷人的例子。”

世界上最大的细菌的发现“使我们重新思考和质疑生物学和生物进化的某些基本原则。”特别是,González-Rizzo说,“关于原核世界和显然可能的这种类型的生命的新版本。”

到目前为止,它只生长在瓜达卢佩的红树林中。Gros解释说,它的存在需要几个参数的收敛,即使它们都出现了,也不意味着它会被找到。

事实上,“两个月前”他一直没能找到她:“我不知道她去哪儿了。也许她的出现是对某种季节性的反应”,这需要进一步研究。

作者强调了红树林及其微生物群的重要性。这些生态系统只占全球沿海地区不到1%的面积,却贡献了沿海沉积物中储存的10%到15%的碳。这种细菌是红树林中的一种固碳细菌。

今年2月,该小组在BioRxiv资源库发表了该研究的第一版,文章尚未得到其他科学家的审阅。发表在《科学》杂志上的最后一份文件经过了一些修改和额外的实验。

冈萨雷斯-里佐说,调查小组正在继续调查。我们必须继续描绘这种“特殊细菌”的基因组特征,并研究细胞分裂基因。此外,他们已经在培育它,并把它放在实验室里。

另一个有待回答的问题是,这种被称为“鸡块”的新的细胞器是否在这种细菌的极端尺寸的进化中发挥了作用,以及它们是否存在于其他物种中。


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