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在水中，勢單力薄的寄居蟹將合颖洌葵扛在背上當一枚安靜的美保鏢真仲，讓海葵有毒的觸手做自己的保護傘初澎，而自己則充當專車司機，為海葵提供擴大捕食范圍的機會碑宴。陸地上软啼，根瘤菌在豆科植物的根部安居樂業(yè)產(chǎn)生根瘤，一邊受惠于植物延柠，從它們體內(nèi)吸取礦物質(zhì)和養(yǎng)分祸挪，同時又幫植物固定游離氮氣作為回報。人體內(nèi)贞间，大量腸道微生物在幫助人們消化食物之余贿条，也抽取一點點“回扣”……投桃報李，相互扶持增热，共生是自然界中最普遍的現(xiàn)象之一整以。

即便小如細菌，這些物種與物種間“最基本的信任”也得以建立摄咆。在一些極端和復(fù)雜的生境中凡蚜，不同群落的微生物也會彼此“合作”，制定最優(yōu)的策略吭从，最大化自己的生存能力——比如極端厭氧菌Syntrophus aciditrophicus朝蜘。

把我的性命放在你的手上

在大多數(shù)細胞活動中，細胞個體通過氧化能源物質(zhì)產(chǎn)生的能量來驅(qū)動“能量通貨”ATP形成涩金。但在S. aciditrophicus的字典里谱醇，似乎關(guān)于“氧化”的詞條都被“還原”替代了：它能夠在沒有氧氣的條件下還原脂肪酸和苯甲酸鹽，并將還原產(chǎn)物供給自己的“好基友”們（一般是脫硫菌類）進行代謝鸭廷，脫硫菌類代謝這些產(chǎn)物并把能量分回給S. aciditrophicus枣抱，供其生存。這樣的共生關(guān)系辆床，有點像是獵人和廚子的關(guān)系：我去打獵了佳晶，你把打回的肉做給我們吃。

更令人吃驚的是咨堤，在對S. aciditrophicus進行全基因組測序[1]后菇篡，人們發(fā)現(xiàn)，這種細菌的基因幾乎不編碼與任何呼吸作用有關(guān)的產(chǎn)物一喘。也就是說驱还，它們從一開始就沒考慮依靠自身代謝來獲取其它的養(yǎng)分和能量——對它們來說嗜暴，生存所需的全部能量都拜托給自己的小伙伴們了。而S. aciditrophicus要做的议蟆，就是奮不顧身地提供氫和乙酸鹽給共生伙伴闷沥，并信賴它們給自己提供繁殖所需的養(yǎng)分。

這樣的細菌共生情景多發(fā)生在缺氧條件下咐容。在這樣的環(huán)境中舆逃，很少有細菌能夠單獨完成從食物到能量的代謝全過程。和自己悶頭干然后等死相比戳粒，不同細菌彼此依靠路狮，共同參與代謝，再對產(chǎn)生的能量進行分配蔚约，無疑是多贏的選擇奄妨。

對我雪中送炭，讓你錦上添花

在食物不充足的條件下炊琉，一些菌種還能夠讓別的細菌與自己互相交換營養(yǎng)物質(zhì)和細胞質(zhì)展蒂，共度難關(guān)。近期的研究發(fā)現(xiàn)苔咪，厭氧菌丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）和脫硫弧菌（Desulfovibrio vulgaris）將這樣的共生推到了“無分彼此”的層面锰悼。

作為一種常見的硫還原菌，脫硫弧菌參與地球上硫元素的代謝团赏。這種菌無法利用葡萄糖作為碳源箕般，即便是在營養(yǎng)充足的葡萄糖培養(yǎng)基中，它們也會淪為餓殍舔清，無法單獨生長丝里。但這樣的生存壓力也激發(fā)出脫硫弧菌骨子里的風騷能力。如果此時培養(yǎng)基中出現(xiàn)了合適的對象——比如丙酮丁醇梭菌体谒，脫硫弧菌就會發(fā)動大招“愛我愛我”杯聚。

于是在顯微鏡下撇贺，人們觀察到了驚人的一幕：共培養(yǎng)中的兩種細菌彼此纏綿当娱，不僅部分菌體貼合在了一起畦娄，還伸出了用于物質(zhì)運輸?shù)墓艿佬袢洹ｋS后的研究證實，經(jīng)由這些管道叔磷，脫硫弧菌和丙酮丁醇梭菌能夠進行雙向的物質(zhì)交換遣臼。

應(yīng)當指出，這個過程并不是脫硫弧菌厚顏無恥地“抱大腿”寂汇，事實上病往，這兩種細菌的共培養(yǎng)，不但讓脫硫弧菌得以繁殖骄瓣，也讓丙酮丁醇梭菌生長得更好了。換言之耍攘，這種關(guān)系是互惠的榕栏。

值得一提的是，這樣的互惠行為具有物種特異性蕾各。研究人員嘗試將大腸桿菌與丙酮丁醇梭菌同樣培養(yǎng)扒磁。但在培養(yǎng)一段時間后，相似的交換行為沒有發(fā)生式曲。顯然它們有很好的辦法妨托，來識別偶然游過身邊的個體有沒有必要成為自己長期的“合作伙伴”。

物質(zhì)交換背后的大意義

研究者現(xiàn)在還無從回答這些細菌彼此之間交換了什么吝羞，但答案恰恰又是關(guān)鍵的兰伤。一個更大膽的猜想是，細菌彼此交換的不僅僅是能源物質(zhì)钧排，甚至可能是用于關(guān)鍵代謝的酶類或是其他蛋白質(zhì)敦腔。這樣的交換在自然界中也許經(jīng)常發(fā)生，使部分細菌在營養(yǎng)匱乏的生境通過互助維持生長恨溜。

更重要的是符衔，這樣的物質(zhì)交換或者也是促進演化的原因之一，它們可能為許多耐藥性甚至“超級細菌”的出現(xiàn)提供解釋——抗生素的濫用固然是因素之一糟袁，但是否有其他因素在幫助“制造”這樣的病原體判族，威脅我們的生命呢？關(guān)于細菌生活方式的研究项戴，很可能提供不同而有益的答案形帮。（編輯：Calo）

參考文獻：

McInerney, Michael J., et al. "The genome of Syntrophus aciditrophicus: life at the thermodynamic limit of microbial growth."Proceedings of the National Academy of Sciences104.18 (2007): 7600-7605.

DeLong, Edward F. "Microbiology. Life on the thermodynamic edge."Science317.5836 (2007): 327-328.

Benomar, Saida, et al. "Nutritional stress induces exchange of cell material and energetic coupling between bacterial species." Nature communications 6 (2015).