今年10月11日,日本國立技術學院、日本筑波大學與其他幾所日本大學,聯合撰寫的研究成果,發表在eLife網站上。他們已經確定這種被命名為「HS-3」(Jeongeupia sacculi)的細菌,是一種具有獨特多細胞特徵的新細菌。
日本生態學家一直希望在溫泉、洞穴等極端環境中,找到可以對塑膠進行生物降解的微生物。終於在2008年,他們在日本九州一些洞穴中,意外發現了HS-3細菌。
他們將細菌帶回實驗室,放在含有瓊脂的培養皿中培養,發現其不尋常外觀。HS-3在培養皿中,呈現透明且具有「彩虹色光澤」。一般的細菌下培養皿中的增殖通常是無序的,會產生質地不透明的菌落(colony),不會有這種光澤。
剛開始,放在培養皿中的HS-3會分裂成長細絲,成一條長鏈折疊起來,最終折疊成渦形結構,並形成一種「彩虹色光澤」的二維陣列。
「彩虹色光澤」來源顯示,HS-3的菌落呈現出異向性(個體呈不同方向)的光學結構,表明細胞以類似手機和其他電子螢幕的「液晶分子」排列方式排列。科學家還觀察到菌落呈彗星狀、三葉狀的樣子,且會維持2~3天。目前,世界上還沒有發現其他微生物能夠做到這一點。
觀察發現,當HS-3菌落持續生長大約5天後,內部細胞被擠出菌落,會成為一個密集度更大,且更厚的菌落堆,最終成為一團圓形,而不透明的細胞堆積。
有趣的是,當科學家把這些細菌堆浸泡在水中,試圖還原當時細菌原本存在的環境時,發現這些細胞好像活過來一般,其「身體」(菌落中心)會逐漸噴射出這些棒狀長細絲的HS-3個體,以新的菌落模式向外擴張。
報告中提到,這些細菌是從地下溪流上方、溼冷的岩壁上蒐集的。它在岩壁上形成它的「身體」,並積累它的棒狀細胞,然而當雨水導致溪流上升並淹沒其身體時,這些細胞會快速將其釋放和分散到環境中,這與實驗中他們在培養皿中加水的反應相同。
參與研究的水野弘平博士(Kouhei Mizuno)對《科學》雜誌表示,「這些棒狀細長的細菌,宛如科幻電影中的外星蠕蟲。」
觀察還發現,即使HS-3細菌從菌落中心完全釋放後,這些對齊的絲狀細胞的底部細胞層,也緊密的相互黏附,這些觀察結果證明,這些絲狀細胞起到支撐嵌入的球狀菌簇的作用。
與其他已知形式的多細胞細菌不同,HS-3自身能變換出不同種類的細胞。每種不同類型的細胞,都有不同的結構,且生命週期會隨著時間地點的改變,形成不同的樣子,似乎會對特定的環境作出改變。
HS-3細菌的特性,顛覆了人們過往對細菌的認知。◇