在日常生活中，有没有问过你的女朋友“怎么了”，如果这时候她的心情不是很好的话，那么你可能得到一个不耐烦的回答——“没怎么”！
人类进化出语言能力，这看似完美解决了沟通问题，但其实沟通比我们想象的要复杂的多，即使只是一句简单的“没怎么”，都蕴藏着不同的信息。
我们处于食物链的顶端，有着最发达的大脑和社会结构，但很明显，我们很难把信息准确的传达给同类。
然而，有意思的是，最不起眼的单细胞细菌已经做到了这一点。
它们已经进化出一种完美和谐的沟通方式，没有争论，没有分歧，只是以一种清晰的方式传达信息。
这些只有我们一个细胞大小的生物，没有耳朵和嘴巴，也没有解码信息的大脑，凭什么做得比我们更好呢？
答案很简单，细菌使用化学物质相互发送信息，这个过程被称为群体感应(QS)。
什么是群体感应？
许多细菌倾向于组成一群，共同完成它们的任务，它们在不同的群体密度下表现出不同的行为。
群体感应就是指他们都知道特定位置的群体有多大，然后激发一些被编入基因的集体行为。
这些集体行为包括生物发光(产生光)、抗生素生产、生物膜形成、宿主感染，甚至遗传信息交换(结合)…….等等。
在上个世纪，科学家们对一种能发光的细菌（费氏弧菌）感到困惑。
费氏弧菌是一种海洋发光细菌，可以漂浮在海水上或动物鳞片上。它们与许多不同的海洋动物有共生关系。
费氏弧菌提供这种光来换取食物和庇护所。在白天，它们发出光来伪装它们的寄主，而在晚上，它们让寄主很容易被看见，吸引猎物。
然而，这些细菌只有在一定的种群密度的情况下才会发光，当时的科学家对此感到困惑，直到1970年，找到了答案——群体感应。
图为：鱿鱼与费氏弧菌的共生关系，它让鱿鱼发光
群体感应的机制
群体感应的关键是要有足够多的细菌聚集在一起。每一个细菌都通过向周围环境释放一种称为自动诱导因子的特殊信号分子来标记自己的存在，这些物质有点像动物的激素分子。
细菌自发地产生和释放这些自动诱导剂，它们通过扩散的过程自由地进出细胞。随着细菌继续繁殖和数量的增加，更多的信号分子被产生和释放到环境中。
所有的细菌都能通过其表面的受体感知到数量不断增加的信号分子，达到一定的浓度之后，细菌就会意识到需要开始做点什么了，比如费氏弧菌会发光。
这些信号分子有多种形式，产生和释放的类型取决于细菌的种类和要执行的任务。
以费氏弧菌为例，它们制造了一种叫做荧光素酶的特殊发光酶。由于单个细菌不能产生足够的“光”，如果只有一个细菌发光的话，不仅不会有效果，还会浪费资源。
大自然是高效的，它对这些细菌进行了“编程”，使它们只有在数量足够多时才会发光。
费氏弧菌产生一种叫做AHL合成酶的酶。有了AHL合成酶后就会产生AHL (n -酰基高丝氨酸内酯)，这是细菌释放到环境中的自动诱导剂。
随着费氏弧菌数量的增加，AHL的数量也增加。最终，细胞外的AHL浓度大于细胞内的数量，导致浓度梯度逆转，AHL回流到细菌细胞内。
一旦AHL开始回流到细胞内，它就会激活某些负责产生荧光素酶的基因。这就是为什么这种细菌只有在种群密度高的时候才会发光。
图为：群体感应导致发光所需基因的激活
还有其他的群体感应方式吗？
就像人类有不同的语言一样，细菌也有不同种类的信号分子。
细菌有两种：革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。两者的主要区别在于细胞壁的厚度和组成。
群体感应的机制取决于细菌的这两种性质。革兰氏阴性细菌，如费氏弧菌使用自动诱导剂（AHL），AHL利用扩散进入和离开细菌的身体。
革兰氏阳性细菌的机制略有改变。它们的信号分子是肽，一种取代AHL的小串氨基酸。它们不是扩散出细菌细胞，而是被输送泵推出去。
为什么细菌需要交流?
例如，一种进入人体并开始表达其毒性(致病)基因的致病菌，会向宿主的免疫系统发出警报，孤独细菌会受到免疫细胞的打击。
然而，通过群体感应，细菌可以等待，增加他们的数量，然后释放他们对身体的统治。
细菌一开始保持安静，处于隐身模式，同时不断复制。一旦细菌群落足够大，它就有信心向宿主的免疫系统发起攻击。犹如一声令下，所有致病菌都开始激活引发疾病所需的基因，并导致宿主生病。
另一个例子是一种非常群居的细菌——黄色粘球菌。这些细菌存在于土壤中，成群结队地寻找食物。
当一片区域的食物耗尽之时，这些细菌就会在群体中传递信息，并开始聚集在一起形成一个“子实体”（ 一堆休眠的细菌孢子），等待着被风带到其他食物丰富的地方。
最后
生物的生存需要交流，就连细菌这样的简单个体也不例外。
群体感应系统就是细菌普遍的交流方式，作为单细胞生物，它们通过群体感应来协调行为和作为一个集体多细胞单位的功能。
现在，科学家们正在努力研究如何操纵群体感应系统，希望未来能开发出新的方法来对抗疾病和增加抗生素的产量。
这个领域在不久的将来可能对我们会有很大的帮助。
