為(wei) 了在它們(men) 戰火連天的世界裏生存，細菌擁有諸多強大的武器，比如一種放到中世紀也毫不遜色的弓弩！

我們(men) 身處的世界是一個(ge) 永恒的戰場，不計其數的戰士日複一日地殊死拚殺。隻不過這是一場發生在微觀世界裏的戰爭(zheng) ，難以察覺。

是的，細菌們(men) 這場你死我活的廝殺持續了數十億(yi) 年。演化賦予它們(men) 十八般兵器：分子投槍、化學炸彈、絕命觸碰……應有盡有。而它們(men) 的殺手鐧——發現於(yu) 2006年——依舊不斷給研究人員帶來驚喜：這是一種分子弓弩，能夠發送巨型箭支——至少對細菌而言的“巨型”！

左圖中，細菌弓弩正準備發射。右圖中，“ 箭 ” 已 射 出，它穿過細胞膜，“箭頭”（圖中無法看到）已射入敵人體(ti) 內(nei) 。

這是細菌界最常見的武器之一。“每四種細菌裏就有一種使用。”法國馬賽大分子係統工程實驗室的洛爾·儒內(nei) （Laure Journet）與(yu) 埃裏克·卡斯卡萊斯（Eric Cascales）介紹說。

該能力源自這種單細胞微生物的一種特有屬性：與(yu) 動物不同，不同種類的細菌之間可以交換基因。而之所以有如此之多的菌種擁有這種弓弩的基因，那當然是因為(wei) 該武器賦予它們(men) 極大的生存優(you) 勢。

無比高效

若論最厲害的“弓弩手”，或許可以提一下沙門氏菌。當它們(men) 進入我們(men) 體(ti) 內(nei) ，便會(hui) 殺死在我們(men) 的腸道中寄居並幫助我們(men) 消化食物的那些“好”細菌，從(cong) 而造成一種常常致命的疾病：沙門氏菌病。

是什麽(me) 讓細菌弓弩如此高效？因為(wei) 其機製甚為(wei) 簡單，所以細菌每分鍾都能準備一把。該武器由細菌細胞膜中的一小群蛋白質構成。在細胞膜外側(ce) ，有一個(ge) “槍眼”讓箭支得以發射。

而在內(nei) 側(ce) ，有一條完整的彈藥生產(chan) 鏈。首先是蛋白質的堆積，它們(men) 形成一個(ge) 鋒利的箭頭；隨後在箭頭之下會(hui) 有其他片狀蛋白質堆疊，形成箭杆。在箭身外還會(hui) 附上一層彈性鞘，起到弓弦的作用。

1. 箭支在細菌內(nei) 組裝。首 先 是 箭 頭，組裝於(yu) 細胞膜的一個(ge) 開 口 內(nei) 。隨 後，片狀的蛋白質在其下方堆疊。

2. 彈性鞘包裹每一個(ge) 片狀蛋白，它將提供箭支射出所需的能量，就像緊繃的弓弦為(wei) 羽箭提供推進能量。

3. 片狀蛋白質持續堆疊，直至箭杆達到所需長度——往往達細菌長度的一半！整根箭支的裝配時間約為(wei) 30 秒。

4. 發 射！彈性 鞘 猛 烈 收縮，通過細胞膜上的開口射出箭支，後者刺穿目標細菌的細胞膜。進入目標體(ti) 內(nei) ，形成箭尖的蛋白質釋放出有毒分子，導致對手中毒。

毒箭

然而，與(yu) 古兵器的類比也就到此為(wei) 止了，因為(wei) 分子弓弩是用於(yu) “貼身肉搏”的。“實驗表明，‘箭支’迅速失去能量，其射程估計不超過1微米。”埃裏克·卡斯卡萊斯指出。細菌長度在2~5微米之間，因此細菌弓弩的目標必須近在咫尺！

另一個(ge) 缺點在於(yu) ，就算把對手射個(ge) 萬(wan) 箭攢身，細菌弓弩也不足以結果其性命。“細菌的細胞膜延展性極佳。其自我重建的速度之快，使它絕不會(hui) 因這類進攻而受損。”埃裏克·卡斯卡萊斯進一步透露。

真正起作用是在目標體(ti) 內(nei) 。因為(wei) 一旦進入，箭鏃就會(hui) 釋放出一杯罪惡的毒藥雞尾酒，攻擊細胞的內(nei) 部組件，從(cong) 內(nei) 部摧毀細胞。每個(ge) 細菌家族都有各自的秘方，通常混有幾類毒藥，使得其他菌種不太可能產(chan) 生抗性，即發展出對毒素的有效防禦。

不過在戰鬥中，即便貼身施放，分子弓弩也並非萬(wan) 無一失：細菌們(men) 草木皆兵，往往敵我不分亂(luan) 轟一氣。雖然同類們(men) 對毒素免疫，不會(hui) 有生命危險，但對於(yu) 施放者來說，這全是不必要的能量與(yu) “彈藥”消耗。在我們(men) 的常識中，戰爭(zheng) 的命運通常就決(jue) 定於(yu) 這類細節。

正是在這一點上，細菌弓弩再次震驚了研究人員，因為(wei) 他們(men) 發現，細菌會(hui) “廢物利用”。“射入友軍(jun) 體(ti) 內(nei) 的箭鏃成分會(hui) 被再次用來製造箭支！”參與(yu) 這一發現的瑞士巴塞爾大學研究人員馬雷克·巴斯勒（Marek Basler）解釋道。

沒錯，和其他戰爭(zheng) 一樣，細菌之間的戰爭(zheng) 沒有彈藥也是打不贏的！

撰文 Titouan Corlet

編譯 王惠靈



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