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“有活力但不可培养”的细菌与“脱水”的“三体”人

已有 867 次阅读 2023-11-15 23:28 |系统分类:科普集锦

    科幻作家刘慈欣的小说《三体》中描述了外星生命“三体人”的一种重要生存策略——“脱水”。在生存环境恶劣的“乱纪元”,三体人可以自我脱水,将自己变成又干又薄的纤维状,以耐受干旱、高温、低温、辐射等恶劣的外界刺激。等到了生存环境适宜的“恒纪元”,三体人再将自己浸泡,苏醒并开始正常的生活。

    现实中,地球上的很多生物也进化出了类似的“脱水”策略,比如秀丽隐杆线虫、水熊虫、蛭形轮虫、丰年虾、昏睡摇蚊等等。这些真核生物的“脱水”技能已经在知乎上得到了广泛讨论(链接附后)。本文介绍的是原核生物——细菌的一种类似生存策略——有活力但不可培养(Viable but non-culturable,VBNC)状态。

    VBNC状态是细菌在遇到环境压力(比如不适宜的温度及pH、重金属、辐射、抗生素等等)时,选择进入到类似“休眠”的状态。在VBNC状态下,细菌仍然存活并保持一定的代谢活性,但是不能生长和分裂,无法在培养基上形成菌落。同时,它们具备了更强的应对环境压力的抵抗力,一旦条件适宜,又能复苏并再生,恢复到可生长和分裂的状态。

    研究细菌的VBNC状态在工业、农业和医学领域有着重大意义。在工业发酵生产中,功能性微生物进入了此类“休眠”状态而无法发挥其生物代谢功能,降低了发酵效率。在农业和医学应用中,环境中的病原细菌可以通过VBNC状态来抵抗农药或抗生素,成为田间病害的侵染源和疾病复发的“储存库”。

    “三体”人的“脱水”策略源自科幻作家的广阔想象,而自然界亿万年来塑造了千姿百态的生命,承载了人们无穷的想象力。


参考阅读:[1]. 三体人脱水复活,在生物学上真的可行吗?.瞻云.知乎. zhuanlan.zhihu.com/p/613160144. [2]. 自然环境中功能菌活的非可培养状态形成及复苏机制研究进展.张蕊蕊 等.环境化学. dx.doi.org/10.7524/j.issn.0254-6108.2020081801. [3].  细菌有活力但不可培养状态及其机制研究进展.阚玉敏 等.微生物学通报. dx.doi.org/10.13344/j.microbiol.china.190556

 




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