互动科普

细菌也许是一种古老的生物，但不要认为它们原始落后。尽管细菌是单细胞生物，它们却可以相互协作：与“邻居”分享营养，与其他细菌一起移动，甚至为了菌群的利益而自杀。游离在细胞间的分子以传递信号的方式，驱动这样的群体行为，这种方式被称为：群体感应（quorum sensing）。目前有新证据表明，细菌可能存在另一种“对话”方式：以电信号的形式沟通——一种曾经被认为仅在多细胞生物体中发生的信息交流方式。

现任职于美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的分子生物学家居罗尔·叙埃尔（Gürol Süel），于2010年开始研究枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis，一种土壤细菌）是怎样繁殖成一个由超过100万个细胞组成的巨大菌落，并且规模还在扩大。叙埃尔和同事发现，当一个菌落发展到一定大小时，位于菌落外围的细菌会停止繁殖，将充足的营养留给位于核心区的细菌。

但是，这些发现产生了新的问题：边缘细胞是如何接收到信号指令而停止分裂的。在后续的研究中，叙埃尔发现这些细菌细胞间的通信信号实际上为电信号。信息交流依靠离子通道来完成，细胞表面的蛋白质控制着带电粒子——钾离子进出细胞。这些离子通道的开启和关闭可以改变相邻细胞的电位，引起它们释放钾离子，从而将电信号从一个细胞传递给下一个细胞。“我们已经知道细菌具有离子通道并且科学家已经搞清楚了这些通道的不同功能，但这仅仅是在单个细胞内。”叙埃尔表示，“现在，我们看到这些通道正被用来协调超过百万细菌的群体行为。”这项研究发表在《自然》（Nature）杂志上。

这种电信号传导方式也是人类大脑神经元的信息传递方式。此类发现正促使科学家重新评估他们曾经对于单细胞生物的种种猜想。德州农工大学生物学家史蒂夫·洛克利斯（Steve Lockless，未参与此项研究）说：“由于细菌并非多细胞生物，科学家常常认为它们的行为简单有限。”但是，当科学家越来越多地发现单细胞生物具有各种复杂行为时，此前的观点也许会被打破。