细菌远比想象的聪明的多，可形成“僵尸”来抵御外界不良环境

导言：一种常见的细菌在面对不适宜居住的环境时表现出了“僵尸”状态的能力。这种生存策略，也许可以解释为什么一些微生物在看似被抗生素、饥饿或其他因素消灭之后仍然会重新出现。

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这种“僵尸”状态的正式名称为“寡营养生长”，不同于正常的休眠状态。细菌仍然活跃，但它们的细胞进程几乎缓慢得像爬行。

众所周知，细菌是简单的单细胞生物，但却具有许多复杂的功能。例如，许多菌株会对恶劣的生活条件作出反应，在细菌体内形成内生孢子。内生孢子利用耐用材料制成的外壳，能抵御抗生素、低温、紫外线和其他可能伤害或杀死细菌的外部因素。

在内生孢子的保护下，细菌进入休眠状态，不消耗能量或所需的营养。在周围环境变得更加温和之前，它会一直处于休眠状态。一旦感觉到一个更安全的环境，微生物就会从孢子中重新冒出来。

形成内生孢子的能力使致病细菌在抗生素治疗中存活下来。患者服用抗生素后，细菌感染可能会消退，但一旦剩余的微生物从孢子中恢复出来，数量不断增加，疾病就会卷土重来。

细菌可进入类僵尸状态

阿姆斯特丹大学教授Leendert Hamoen领导的一个国际研究小组研究了枯草杆菌---一种良性的土壤细菌，常被用作模型生物。

研究人员选择了一种失去形成内生孢子能力的突变体。因此，当面对致命的情况时，它们无法退回到休眠状态。

在他们的实验中，研究人员饥饿处理了枯草杆菌的变种，并记录了结果。令他们惊讶的是，一些细菌在缺乏食物的情况下存活了很长时间。

由于缺乏营养，无法形成保护性的内生孢子，细菌使用了不同的方法来保护自己。他们将细胞的进程降低到较低的水平，但并没有完全停止。

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图：这种状态与我们熟悉的活跃状态、休眠状态之间存在明显区别。正常情况下，芽孢杆菌呈杆状，但是饥饿的细菌缩小到几乎是球形。

孢子内的休眠细菌没有表现出任何活动的迹象。但是变异的枯草杆菌以更慢的速度继续着这些活动。

枯草杆菌每四天进行一次细胞分裂。相比之下，正常的细菌每40分钟繁殖一次。

寡营养生长

发表在科学杂志《Nature Communications》(一篇研究论文将这种能力描述为寡营养生长。这种类似僵尸的状态允许枯草杆菌在营养不良的条件下继续生长。

除了芽孢杆菌，其他细菌也知道这个把戏吗?

如果是这样，这将从根本上改变人们对细菌的看法。

此前专家认为细菌依靠孢子来保护自己免受抗生素的侵害。但创造一个内生孢子的过程会消耗很多能量。缺乏营养的细菌可能无法支付如此高昂的初始成本。

此外，细菌不能保证从孢子中出现。进入休眠状态是一种冒险的选择，尽管这比彻底死亡要好。

相比之下，细菌更容易进入和离开寡营养生长。在僵尸状态结束后，微生物也更容易产生新的菌落。

枯草杆菌是第一个被证实具有寡营养生长的菌株。如果其他细菌拥有这种能力，并利用它在抗生素治疗中存活下来，研究人员可能需要重新考虑对复发性细菌感染(如霍乱)的传统治疗方法。

参考资料：

1. Some bacteria can go into a “zombie” state to survive starvation

2. Bacteria can survive starvation in zombie mode

3. Extreme slow growth as alternative strategy to survive deep starvation in bacteria

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