微观社会——细菌之间的交流

　　在人类世界中，每一个人都会和周围的人产生着千丝万缕的联系，人与人之间的交流方式也千差万别，没有一个人是毫无社会关系的完全独立的个体。但“交流”并不是人类专属的名词，在很多动物群体中也存在着十分复杂的交流过程。尤其是在蚂蚁、蜜蜂等社会性动物中，由于社会分工的复杂性，个体之间的交流更加多样，包括通过肢体接触交流、通过释放化学信号交流、通过不同的肢体形态交流等等。

　　但如果再往小处聚焦呢？作为微生物的细菌之间有交流吗？

　　在微生物学发展的很长一段时间内，微生物学家对这一问题都持否定态度。他们认为每一个细菌都是单独的个体，与周围其它的细菌并不发生直接的联系。但事实并非如此，即使是最简单的单细胞细菌都有“社交活动”。

　　在大约三十年前，一些微生物学家首次发现了细菌之间的交流方式。人们发现一种海洋发光细菌——费氏弧菌可以分泌一种被称为AHL的信号分子，这种物质很小，因此可以在费氏弧菌的细胞膜内外自由出入。而它的作用是诱导费氏弧菌发光。这也就是说，AHL就像是费氏弧菌之间的“信物”，费氏弧菌会通过传递这种信物来“号召”周围的费氏弧菌发光。一定范围内费氏弧菌的密度越大，释放的AHL就越多，AHL的浓度就越高；而AHL的浓度越高，费氏弧菌的发光也就越明显。很明显，这种费氏弧菌间的交流方式与细菌的密度大小有关——一呼一应、百呼百应。因此，这种交流方式被称为细菌间的密度感应系统。

　　在后续的研究中，微生物学家们发现，密度感应系统不仅仅是费氏弧菌的“专利”，在很多细菌群体中都有密度感应现象的发生。不同细菌间的“信物”一般是不同的，而它们所传递的消息也不尽相同。有的细菌是想告诉同伴：“大家一起发光啊！”；而有的细菌则是号召同伴准备战斗：“释放毒素！”。而还有些细菌，可以通过密度感应系统来改变它们的“生活方式”。

　　当生活环境恶劣，缺乏细菌生存所需的营养时，有些细菌（比如铜绿假单胞菌）会反向利用它们之间的密度感应系统。它们会释放出另一种物质“清理”环境中的AHL分子，从而减弱甚至暂停与同伴间的交流和响应号召，然后专注于应付眼前的恶劣环境。这告诉我们，细菌可以通过加强或减弱群体间的密度感应来使自己更好的适应环境的变化。

　　这种信号传递的方式看起来非常便捷高效，但是似乎也存在着一定的风险，如果一种细菌的信物被“消灭”了，它岂不是就和周围的细菌失去了联系吗？那么如果有两种或很多种不同的细菌生活在一起，它们会利用对方的密度感应系统来“攻击”对方吗？

　　答案是会的。世界上有那么多种细菌，难免有细菌动了歪脑筋，而一旦这种细菌能够消灭其它细菌的“信物”，为了能掌握环境中更多的营养“财富”，它们也不会放过干扰别人的机会。苏云金芽孢杆菌就是一种这样“阴险”的细菌。当它和胡萝卜欧文菌“共处一室”的时候，它就起了歪脑筋。它会释放一种酶，这种酶可以分解胡萝卜欧文菌的AHL分子，从而阻止胡萝卜欧文菌之间的交流，抑制它们的生长繁殖。

　　这就有意思了，毕竟很多细菌对人类是有危害的，而随着细菌耐药性的日益提高，有些有害细菌已经难以通过传统抗生素来消灭。那我们能不能利用细菌间的“矛盾”，然后挑拨离间、借刀杀“菌”呢？

　　科学家们也想到了这个问题。比如前面所说的胡萝卜欧文菌会在马铃薯根茎上迅速生长，导致马铃薯腐烂变软。我们如果能够“借用”苏云金芽孢杆菌用来干扰胡萝卜欧文菌的密度感应系统，是不是就能防治由胡萝卜欧文菌导致的农作物疾病呢？这是一个非常好的思路。在对于细菌密度感应系统的研究前景中，科学家们提到最多的就是利用这一系统来使细菌“受制于人”。因此，各种有关抑制细菌密度感应系统的研究正在红红火火的开展中，只要能够制造出消灭某种细菌“信物”的武器，那么这种细菌就更容易被人们所控制了。铜绿假单胞菌是一种耐药性较强的细菌，它可以导致人类的肺部、尿道或伤口等感染，严重时甚至会导致败血病、脑膜炎等严重的疾病。数年前，科学家们研发出了一种特殊的物质，可以干扰铜绿假单胞菌的密度感应系统，抑制它的生长。小鼠实验证明，这种物质会有效减少小鼠体内的铜绿假单胞菌，并且不会引起它的耐药反应，所以这样的防治细菌的方法或许是可行的。

　　细菌间的交流方式并不止密度感应一种，还有许多种方式已经被科学家们发现，也有很多仍待挖掘，若我们对它们之间的交流方式有更多深入的了解，就更容易与它们“和平共处”，甚至使它们为我们人类所用。