独特的细菌利用多细胞行为生存，为生命进化提供线索

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在最近的一项研究中，研究人员对通过聚集在一起生存的细菌有了新的认识，这些细菌就像一个多细胞生物。研究中的这些生物是已知唯一以这种方式进行多细胞行为的细菌，研究它们可能有助于天体生物学家解释地球生命进化过程中的重要步骤。

该研究发表在 PLOS Biology 期刊上。

研究中的生物被称为 multicellular magnetotactic bacteria (MMB)。 成为 magnetotactic 意味着 MMB 属于一类特殊的细菌，它们能够利用细胞内微小的“指南针”根据地球磁场来调整自身的运动方向。似乎这还不够特别，MMB 还以细胞集合的形式存在，一些科学家认为这表现出“专性”多细胞性，这也是这项新研究的重点。

在生物学中，专性意味着生物体的生存需要某种东西。在这种情况下，它意味着 MMB 的单个细胞无法单独生存。相反，细胞以多个细胞的联合体形式存在，其行为在许多方面类似于单个多细胞生物。这种共同生存的需求意味着，当 MMB 繁殖时，它们会同时复制联合体中的所有细胞，使细胞总数翻倍。然后，这个庞大的细胞群分裂成两个相同的联合体。

MMB 是已知唯一以这种方式生存的细菌。 许多其他细菌会聚集在一起形成简单的单细胞聚集体。例如，蓝细菌会聚集在一起形成菌落，并形成肉眼可见的叠层石或生物膜等结构。然而，与 MMB 不同，这些蓝细菌也可以作为单个细胞存活。

在这项新的研究中，科学家们揭示了 MMB 细胞之间关系的更多复杂性。首先，与长期以来的假设相反，MMB 联合体中的单个细胞并非基因完全相同，它们的基因蓝图略有不同。此外，联合体内的细胞在代谢方面表现出不同且互补的行为。

MMB 联合体中的每个细胞都扮演着有助于整个群体生存的角色。这种行为类似于 multicellular organisms 中单个细胞的行为方式。例如，人体由数万亿个细胞组成。这些细胞分化成具有不同功能的特定细胞类型。骨细胞与 blood cells 不同。 储存能量的脂肪细胞与储存和传递信息的 nerve cells 不同。 每个细胞都有其作用，它们共同构成一个单一的生命体。

多细胞性的演化是地球生命史上的一次重大转变，对地球的生物圈产生了深远的影响。 在它出现之后，生命发展出新的生存策略，从而产生了全新的生态系统。 作为唯一表现出专性多细胞性的 bacteria 实例，MMB 为地球生命进化史上这一深刻步骤背后的可能机制提供了一个重要例证。

更多信息： George A. Schaible 等人，Multicellular magnetotactic bacteria are genetically heterogeneous consortia with metabolically differentiated cells, PLOS Biology (2024). DOI: 10.1371/journal.pbio.3002638

期刊信息： PLoS Biology

由 NASA 提供。