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你見過一間房子那麽大的細胞嗎?

2024-03-12科學

新年伊始,新的流年太歲已經更替就位。古人常說「犯太歲」「在太歲頭上動土」,你可知,這所謂的「太歲」其實和 黏菌 頗有淵源。

傳說太歲執行到不同的方位就會在相應的方位地下產生一塊似肉非肉的東西,被看作太歲的化身,也稱為「肉靈芝」。【本草綱目】中稱其:「久食,輕身不老,延年神仙」。民間常有挖掘出太歲,競相爭搶購買的傳言。

但是,近代研究表明,這可能就是一種罕見的細菌、黏菌和真菌的特大型復合體,細菌和真菌已經多次作為主角出現在我們之前的文章中了,那麽,黏菌又有什麽奇妙之處呢?

黏菌曾經令科學家們困惑不已,直到20世紀70年代,人們一直都在對黏菌究竟是什麽而爭論不休,有些人說它們是動物,有些人說它們是真菌。到了20世紀90年代,黏菌才被歸為 原生生物界黏菌綱 ,它是一種已經在地球上存在了約十億年的真核生物。

黏菌分布廣泛,目前已知的黏菌已有千余種,它們是生態系中的分解者之一。

黏菌

黏菌主要分為 原生質體黏菌 和 細胞性黏菌 。

原生質體黏菌的代表就是常見的 多頭絨泡菌 。在營養期,它看起來是一大團脈絡狀的粘液,趴在樹上或者地上攤成一大片。但其實,這一整團只是一個巨大的細胞,最大可覆蓋約10平方米,只不過這一個細胞裏有非常多的細胞核。

原生質體黏菌

這個巨大的細胞使用一種看起來像靜脈網路的迴圈系統來分配營養物質。 細胞質有節奏地來回流動 ,靜脈網路被肌動蛋白和肌球蛋白纖維包圍,這些纖維的收縮推動細胞質流動,從而使細胞變形和運動。

但是這種運動的速度並不快,每小時可爬行1-4厘米,肉眼幾乎很難察覺。當你使用鏡頭將其記錄下來並加速播放時,會發現,整個黏菌好像心臟跳動一般規律地脈動著,又如潮水一般向前湧動著。

並且,當黏菌發現食物時,這種脈動會加快,使更多的細胞質流向有食物存在的區域。這種能夠運動和捕食的特征,是不是看起來和動物十分相似?

但是當其進入繁殖期,會形成孢子囊,孢子囊成熟後發展為 子實體 ,這一點是不是又十分肖似真菌呢?

子實體階段

與原生質體黏菌不同,細胞性黏菌在整個生命周期中, 各個細胞均保持著獨立性 。比較代表性的一種便是 盤基網柄菌 。

盤基網柄菌

在條件惡劣,比如食物(細菌)短缺的時候,原本分散獨立生活的單一細胞黏菌會分泌一種具有傳遞資訊能力的小分子 環腺苷酸 ,吸引它周圍的黏菌鄰居們向中心聚集。

當它們靠近相觸時,便會透過 糖蛋白粘附分子 粘在一起,組合成一個緊密的長約2-4公釐的聚合體,並且可以整體爬行移動,十分像蛞蝓。但值得註意的是,此時它們並非真正地「融合」在了一起,而是一個個獨立的細胞構成的假原質團。

蛞蝓狀態下部份細胞會產生用於移動的 纖維素鞘 ,它們便以這樣的形態向著溫暖濕潤的地方整體移動,安頓好之後便開始形成子實體、釋放孢子,一個新的生命周期便再次開始了。

原生質體黏菌因為體型較大,並且形態獨特,好似天外來客。在人們對黏菌還了解不深的時代,可是如尼斯湖水怪、喜馬拉雅雪人一般神秘且恐怖的存在呢。

1973年5月,居住於德克薩斯州的瑪麗·哈裏斯夫人,驚恐地發現自家的花園被一坨黏糊糊並且在不停脈動、擴張的黃色不明物入侵了。它在兩周之內擴張了16倍,哈裏斯夫人嘗試過將其搗碎殺死,但並沒有什麽效果,甚至每一個碎片都依舊活著,就像是使用了分身術。找來消防部門使用高壓水槍,試影像清除蘑菇那樣將其消滅,但事與願違,這坨不明物變得更大了。這引發了小鎮居民的極度恐慌,開始擔心是不是被外星人或者某種變異細菌入侵了。

好在當地的植物學家範妮·赫斯特(Fanny Hurst)指出這應該是一種黏菌,周圍居民們的擔憂才有所緩解,不然他們已經在要求州長召集國民警衛隊了。

煤絨菌(Fuligo septica)

這種引發了一個小鎮恐慌的黏菌叫做 煤絨菌(Fuligo septica) ,有人覺得它像是狗的嘔吐物一樣惡心,所以也有一個直白的名字——狗嘔吐黏菌(Dog vomit slime mold)。也因其看起來像是一盤剛出鍋的炒雞蛋沒拿穩倒扣到了地上,所以也被稱作「炒蛋黏菌」。

有趣的是,據說在墨西哥,真的有人會把它當作真正的炒雞蛋一樣,加點洋蔥和辣椒炒熟,放在玉米餅上吃。在那裏,這種黏菌也有個集浪漫、生動與惡心於一體的俗名—— 「caca de luna」,轉譯過來便是「月亮的排泄物」。

這種黏菌在世界範圍內廣泛分布,盡管當時世界各地的學者們訊息並不互通,但都默契的 以排泄物為主題 ,為這種奇形怪狀的黏菌起了名字。

中國唐代著名藥物學家陳藏器在公元738-739年撰寫的【本草拾遺】一書記載:「 鬼屎 ,生陰濕地,如屎,亦如地錢,黃白色。主治人馬反花瘡,刮取,和油塗之。」

公元860年左右,一位名叫段成式的人在【酉陽雜俎】這本書中同樣也記載了一種叫做「鬼屎」的東西。原文記為:「鬼矢(通「屎」)生陰濕地、淺黃白色、或時見之主瘡」。

現代許多學者認為「鬼屎」便是早期對黏菌的描述。比如著名的真菌學家C.J.Alexopoulos的著作【Introductory of Mycology】和日本著名黏菌學者山本幸憲的【圖說日本的變形菌】中都提到了段成式所描述的這種「鬼屎」。

在斯堪的納維亞半島,還有一個關於黏菌的傳說,故事裏的女巫有一只巨魔貓,有偷取別人家牛奶的能力。黃色的黏菌就被認為是這種巨魔貓的嘔吐物,通常被女巫用來破壞被詛咒者的牛奶。

在世界各地的文獻記載或者傳說中,黏菌的形象好像都是令人san值(可以理解為理智、精神力)狂掉的存在。在現代文學中其實黏菌也是各種怪物的靈感來源。

黏菌的英文寫作「slime mold」,「slime」轉譯過來便是我們熟知的「 史萊姆 」,經常在文學作品或者動漫中以一坨黏糊糊、扁塌塌可以任意變形的形象出現。

「史萊姆」的形象最早起源於1936年,克蘇魯神話體系的創立者、小說家霍華德·菲利普·洛夫克拉夫特(Howard Phillips Lovecraft)發表了中篇小說【瘋狂山脈】,書中虛構了一種名為「 修格斯(Shoggoth) 」的魔物,被描述為一坨不可名狀的「 無定形的原生質腫泡 」。

修格斯

後來1953年美國恐怖小說作家約瑟夫·佩恩·布倫南(Joseph Payne Brennan)創作了名為 【史萊姆(Slime)】 的中篇小說。其中的怪物主角也是被描述為一坨惡臭、粘稠、活生生的 原生質捕食者 。這也是「史萊姆」這一名稱首次正式出現。

【史萊姆(Slime)】封面

這部小說繼續激發了許多與史萊姆怪物相關故事和電影,比如1958年的美國獨立科幻電影 【變形怪體(The Blob)】 ,便講述了一個可以任意變形的黏糊糊的怪物入侵小鎮大肆破壞、攻擊的故事。前文所述的發生於1973年的「黏菌入侵」事件帶來的過度恐慌,就是因為有這部電影作為鋪墊,在花園裏突然出現並且不斷擴張的黏菌,簡直就是恐怖片照進了現實。

【變形怪體(The Blob)】電影海報

其實無論是魔物修格斯還是史萊姆或者電影中的變形怪體,都有一個共同的特點,都是 一坨可任意變形、黏糊糊的原生質 。而這恰好就是與原生質體黏菌最為相似的地方。

法國的黏菌研究學家奧黛麗·杜蘇圖爾 (Audrey Dussutour) 博士就根據【變形怪體(The Blob)】這部電影,將黏菌稱為「 Le blob 」,因為法國之前並沒有一個準確的詞來稱呼黏菌。這個昵稱也流行開來,很多研究人員都開始這樣稱呼實驗室中的黏菌,甚至被寫進了法國詞典。

其實當我們了解黏菌之後,它並不像影片、小說中的形象那樣可怕,畢竟它們可不會無緣無故地攻擊人類。目前黏菌可是實驗室裏的明日之星,經常被用於各種細胞實驗、醫學實驗甚至是智慧機器人制造實驗之中,我們之後也會將黏菌在科學界的魅力一一呈現。

越獄的黏菌

還有很多人開始把黏菌當成寵物來飼養,不過要註意,假如你沒有給他足夠的食物,它們可是會「越獄」的,如果當你看到本來養在培養基中的黏菌占領了你的桌子或窗台,可千萬不要驚訝哦。

來源:as科學藝術研究中心

編輯:K.Collider

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