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噬菌體:該高調還(hái)是低調?
自然界沒(méi)有提供一套适合所有生物的最優生存策略,所有的策略都(dōu)要因“人”、因時(shí)、因地而宜。對(duì)肉眼看不見的噬菌體來說(shuō),也是如此。高調還(hái)是低調,意味著(zhe)兩(liǎng)種(zhǒng)生活道(dào)路的抉擇:一條走向(xiàng)短暫的輝煌,一條通往持久的繁榮。
噬菌體:細菌的克星
噬菌體,是一大類主要欺負細菌的病毒。真菌、藻類、放線菌或螺旋體等好(hǎo)多種(zhǒng)微生物,都(dōu)逃不過(guò)噬菌體的“小魔爪”。泥土、海水、動物内髒裡(lǐ),有細菌的地方就(jiù)有噬菌體。
噬菌體與其他病毒的組成(chéng)一緻,都(dōu)是一小段遺傳物質包裹在一個厚實的蛋白質外殼中。但是也有例外,比如引發(fā)瘋牛病的朊病毒,隻是一段“行爲古怪”的蛋白質,連遺傳物質都(dōu)省略了。
在自然界裡(lǐ),噬菌體進(jìn)入到細菌細胞内才會(huì)煥發(fā)蓬勃的生命力。假如一時(shí)找不到宿主,它們就(jiù)會(huì)變得死氣沉沉,毫無生命力地遊蕩著(zhe)。在不依賴其他生命體的情況下,噬菌體無法獨立“生出”小噬菌體。乃至有些人認爲,病毒根本就(jiù)不算生命體。
噬菌體長(cháng)什麼(me)樣?
好(hǎo)多種(zhǒng)噬菌體都(dōu)長(cháng)得像個小電鑽,像個注射器。大部分噬菌體的長(cháng)相是這(zhè)樣的:有一個包含著(zhe)遺傳物質DNA或RNA的頭部、一個細細的長(cháng)柄,以及一個帶著(zhe)很多“腳爪”的尾部。也有一些噬菌體隻有一個頭部。噬菌體“精通”幾何學(xué),頭部通常是精緻的正二十面(miàn)體,對(duì)稱而優美。這(zhè)樣,在同樣的蛋白質材料下,噬菌體可以讓頭部的内部空間更大,噬菌體喜歡住“大房子”。
當在自然界死氣沉沉遊蕩的噬菌體遇到自己喜愛的那類細菌時(shí),會(huì)喜出望外地站在細菌的細胞壁上,然後(hòu)鑽出一個小孔,身體收縮,像注射器一樣把頭部的遺傳物質注射到了細菌細胞内。而把精美的蛋白質外殼像脫衣服一樣,留在了細菌體外。
策略不同,結局不同
當一個孤寂的生命突然有機會(huì)釋放出自己的生命力時(shí),有的噬菌體則遏制不住内心的激動,非要“做一番大事(shì)業”,暫時(shí)命名爲“壯烈哥”。有的則依舊保持淡定,姑且稱之爲“淡定哥”。
隻顧眼前的“壯烈哥”
“壯烈哥”們激情澎湃,進(jìn)入細菌細胞後(hòu),一看生活條件不錯,趕緊忙著(zhe)“生”小噬菌體。它們利用細菌細胞的遺傳物質複制機制,大量複制自己的遺傳物質;利用細菌細胞的蛋白質表達系統,批量生産自己的蛋白質“外衣”,然後(hòu)像流水線一樣,在一段時(shí)間内組裝出大量新的噬菌體,將(jiāng)細菌細胞内的“資源”“開(kāi)采”殆盡。新出生的噬菌體太多,以緻細菌細胞裝不下,于是噬菌體們拆牆的拆牆、揭瓦的揭瓦,把細菌細胞撕得粉碎後(hòu),蜂擁而出,尋找更多的“受害者”。
噬菌體特别矯情挑剔,每種(zhǒng)噬菌體隻會(huì)選擇和自己“對(duì)脾氣”的特定種(zhǒng)類的細菌去入侵。假如它們繁殖速度太快,裂解的細菌太多,就(jiù)會(huì)如同成(chéng)吉思汗的屠城,環境裡(lǐ)特定種(zhǒng)類的細菌被屠殺殆盡,它們還(hái)能(néng)去入侵誰呢?到那個時(shí)候,這(zhè)些“壯烈哥”們隻能(néng)被迫轉入休眠狀态,重新死氣沉沉地在自然界中遊蕩。所以,“壯烈哥”們選擇了高調的生存策略後(hòu),往往隻能(néng)接受短暫的壯烈。
會(huì)做長(cháng)遠打算的“淡定哥”
“淡定哥”們之所以淡定,是因爲“足智多謀”。它們可不幹殺雞取卵的蠢事(shì),留著(zhe)母雞在,天天有蛋吃。它們進(jìn)入細菌體内後(hòu),不著(zhe)急“生小孩”,而是側重于給新的噬菌體準備“新房子”。它們將(jiāng)自己的遺傳物質插入到細菌的基因組裡(lǐ),然後(hòu)就(jiù)吃定了細菌。細菌繁殖,噬菌體的遺傳物質也跟著(zhe)繁殖,這(zhè)樣在“新生”細菌的基因組裡(lǐ),都(dōu)有噬菌體的“孩子”在,算是和平共存吧!選擇了低調的生存策略的“淡定哥”們,反而迎來了持久的繁榮。
還(hái)有一些會(huì)“見風使舵”的噬菌體,在一種(zhǒng)環境下它們會(huì)高調地輝煌;而在另外一種(zhǒng)環境下,則會(huì)低調地繁榮,λ噬菌體就(jiù)是這(zhè)樣的“心思”靈活。