在微生物的世界里,还有一些大个头……


海洋生物多姿多彩,有大到比拟舰艇的蓝鲸,当然也有小到只有一个单细胞的微生物。虽然在大多数情况下,微生物的世界用显微镜才能看到,但你有没有想过,微生物的世界里,其实也有一些大个头?

贝氏硫化细菌

在微小的细菌世界里,贝氏硫化细菌算是大个子。它是一种丝状细菌,细丝可以达到半毫米左右,每一条丝里含有成千上万个扁平的盘状或圆筒状细胞。这些细丝状的细菌在显微镜下看起来像是一条条小蚯蚓,缓慢地蠕动前行。

数不清的贝氏硫化细菌通常生活在一起组成菌落,大多以白色、毛绒绒的细菌垫的形式存在于自然界,偶尔也有橘黄色的群落生活在深海热液地区。这些橘黄色的贝氏硫化细菌总是生活在较热的沉积物上,周围被白色的贝氏硫化细菌包围起来,看起来活像是一个个深海“煎鸡蛋”。另外,淡水湖及咸水湖边黑黑的泥巴里、人们避犹不及的臭水沟里都能发现它的身影。

显微镜下正在移动的贝式硫化细菌(摄影/梅洋汤)

纳米比亚嗜硫珠菌


硫化细菌家族盛产“大个子”细菌,除了贝氏硫化细菌外,最引人注目的应该是目前发现的最大的细菌—纳米比亚嗜硫珠菌。

在海底沉积物中生长的嗜硫珠菌(摄影/梅洋汤)

这种细菌的细胞为圆形,直径约500微米,比果蝇的眼睛稍微大一点。三年前的一次调查中,一个直径接近1毫米的纳米比亚嗜硫珠菌细胞成了目前世界上最大的细菌纪录保持者。这些细菌是如此“巨大”,我们甚至都不需要借助显微镜,用我们的双眼就可以直接看到它们。

纳米比亚嗜硫珠菌的发现,源自1997年德国教授海德·舒尔茨(Heide N. Schulz)在纳米比亚海边的一次采样。纳米比亚的海边淤泥富含有机物,这些有机物被厌氧生物降解后生成很多硫化氢,为硫化细菌等与硫循环相关的微生物提供了洞天福地。

舒尔茨注意到,这些淤泥里经常会飘着一些带状的东西,里面有很多又大又圆的细胞。她问同事是否知道这是什么,但同事都以为这可能是某种小鱼小虾的卵,因为它们的个头太大了,完全超出了当时对细菌大小的认知。通过对这些细胞的进一步分析,她惊奇地发现这些细胞并不属于鱼类,而是一种细菌。

舒尔茨发现的纳米比亚嗜硫珠菌 (供图/梅梅洋汤)

她当即决定将这些超级“巨大”的细菌称为“嗜硫珠菌”。因为这种圆形的细菌像贝氏硫化细菌一样,将硫化氢氧化成单质硫颗粒储存在细胞里,在光学显微镜下硫颗粒会闪烁夺目的光彩,使得整个纳米比亚嗜硫珠菌细胞泛着微微的“珠光”,像极了饱满圆润的珍珠。

而它们通常是成链状存在的,有共同的外膜系统,在自然状态下看起来像是一串串美丽的“珍珠项链”。硫珠菌巨大的体积源于细胞内装着硝酸盐溶液的大泡囊。在氧气不够用的情况下,这些硝酸盐溶液也可以和硫化氢发生氧化还原反应,生成硫单质。

本文来自《知识就是力量》杂志