009版 新知

细菌靠“集体行动”挣脱噬菌体

济南时报 | 2026年10月28日

  人类为了对付细菌,想出了抗生素、消毒剂、疫苗等各种办法。可对细菌来说,噬菌体才是它们身边最凶险的“天敌”。噬菌体是专门捕食细菌的病毒,在人体、土壤、水体等细菌密集的环境中,它们常常比细菌还多,有时甚至能多出百倍。

  强敌环伺之下,细菌为何仍能繁衍生息?美国加州理工学院科学家最新研究给出了一个出人意料的答案:细菌并非只靠“硬扛”,而是靠“人多力量大”。更准确地说,是靠群体趋化运动挣脱噬菌体。

  趋化性,就是细菌的“嗅觉导航”。当环境中出现营养物质时,散发出的气味会形成浓度梯度,细菌便会朝着食物更丰富的方向定向移动。为研究这一特性,科学家们设计了一个实验,让大肠杆菌在试管中朝着糖和L-丝氨酸等“美食”前进。此前研究显示,细菌很快会形成一道整齐的迁移锋面带,像环法自行车赛中并肩前进的车阵。

  真实环境中,细菌生活在土壤颗粒、生物组织、黏液等复杂多孔空间里,很难直接观察。于是,在最新研究中,科学家设计了一种“细菌版蚂蚁农场”:用透明玻璃管装入微小水凝胶珠,珠子之间形成迷宫般的通道。大肠杆菌必须在这些曲折孔隙中穿行,就像在自然栖息地里游泳一样。

  科学家们把大肠杆菌改造成能在荧光下发出绿光,再加入噬菌体,相当于在迷宫里布下“雷区”。起初,细菌似乎按兵不动,科学家们甚至以为噬菌体已经占了上风。但几小时后,细菌开始集体向前推进。噬菌体越多,它们“等待”的时间越长,有时可达15小时;可一旦达到临界密度,细菌群便会迅速形成趋化锋面,朝着食物方向加速前进。 (据《科技日报》)