2021年11月12日 星期五
共生菌:以“柔”成“钢”
□ 张 冲

    对于陆地上的蜗牛,人们并不陌生:肉嘟嘟的腹足背着一个螺旋形的小房子,虽然有着万千的舌牙,却害怕阳光,喜欢在阴雨绵绵的时候出来东游西逛。然而,还有另一种蜗牛,它们身披“铁铠甲”,守护在印度洋深海“热泉”附近,面对2000多米深的水压和400摄氏度的高温却毫不畏惧。

    这种蜗牛叫鳞角腹足蜗牛。其腹足布满数以百计的含铁鳞片,还拥有三层外壳,其中最外面是一层厚度约30微米的“镀铁”物质,由铁的硫化物组成;最内侧由钙化的碳酸盐矿物霰石组成,厚度约250微米;而中间则为柔软的有机层,厚度约150微米。这种像夹心饼干似的“铠甲”,就是子弹也打不穿它!

    鳞角腹足蜗牛之所以能成为“铁蜗牛”,其实与它有许多好伙伴有关。

    一类伙伴是鳞角腹足蜗牛腹足外表附生着的ε-变形菌和δ-变形菌两类细菌,促进它们生长的是鳞角腹足蜗牛分泌的一些有机化合物,而这些细菌在新陈代谢时产生的矿物质就成了蜗牛的鳞片。

    另一类伙伴则生活在鳞角腹足蜗牛体内,主要分布在食管腺体中。鳞角腹足蜗牛的食管腺体积比其他蜗牛体内的腺体大1000倍。正是这些腺体内的共生细菌为其提供了充足能量,使它能长到4.5厘米,而那些没有这样共生菌的蜗牛却只能长到1.5厘米,甚至更小。

    更奇怪的是,当年,生物学家在类似环境的三个地点发现了鳞角腹足蜗牛,其中两个地点的个体呈深色(外壳还具有磁性),另外一个地点的个体则呈白色(外壳没有磁性)。根据遗传学分析的结果,这些蜗牛都属于同一个物种。经过研究,出现这种情况的原因同样与鳞角腹足蜗牛的共生菌有关,黑色变种的蜗牛体内具有一些白色变种所没有的细菌。

    由此可见,鳞角腹足蜗牛的生长与它的共生细菌,关系密切。

    其实,共生关系是自然界中最普遍的一种关系,可以实现双赢,对彼此都有益处。就像海洋中的海葵和小丑鱼,小丑鱼因为体色艳丽经常惹来杀身之祸,而海葵属腔肠动物,由于行动缓慢捕食困难,经常要饿肚子。于是,二者在生活中就形成了一种共生关系,小丑鱼每天都会带来食物与海葵共享,而当小丑鱼遇到危险时,海葵会用触手向攻击者射出毒液或用自己的身体来保护小丑鱼。它们彼此互相帮助,互惠互利。

    同样,人类与一些生物也有共生关系。据了解,人类身体内的细菌数量多达100万亿个,比人体细胞要多得多。它们大多数是有益菌,存在于消化系统,尤其是在大肠里,原因在于一方面,温暖湿润的脏器为它们提供相对安全稳定的生活环境以及丰富的营养物质;另一方面,这些细菌会参与食物的消化代谢,抵御有害菌种,有助于人体健康。

    鳞角腹足蜗牛和共生菌的合作将共生关系发展到一个新境界。之前,人们已发现许多会“吃”金属的细菌,它们可以吃铜、吃锰、吃金……于是人们开始研究如何利用这些细菌来开采一些贫矿。而现在鳞角腹足蜗牛的发现和研究显示:共生菌不仅能共生共存,而且还能创造新物种、新形态。所以,顽强的生命不仅要会“以柔克刚”,还应该有一颗包容的心,选好伙伴,与其共生,相得益彰,这样,再柔弱的生命也有可能成为一个令人瞩目的“钢铁侠”!

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