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細菌是所有生物數量中最多的一類,其形狀多樣,有球菌、桿菌、弧菌以及螺旋菌,有些品種甚至長居於人類體內跟我們共生死。它們給人的印象從來都是個子很細小,可是它們也有巨無霸,你知道世界上最大的細菌到底有多巨大嗎?可以說已經顛覆了人類過去對細菌的認知,大自然真愛製造驚喜!

 

細菌 (學名:Bacteria)

細菌是非常古老的生物,大約出現於 37 億年前。作為生物中類群中最多的一類〔病毒不是生物〕,其分佈十分廣泛,人體本身也是大量細菌的棲息地,可以在皮膚表面、腸道、口腔、鼻子和其他身體部位找到。細菌也可以在極端的環境中生存,例如高溫溫泉,甚至是高放射性環境中,幾近無所不在。

細菌最早是由荷蘭顯微鏡學家 Antoni van Leeuwenhoek 於 1683 年所發現,他利用單透鏡顯微鏡發現了這些神秘的小傢伙,可是他當時認為細菌是從無生命的物質中自然產生的一種自然現象〔自生說〕(The Theories of Self Creation)。

後來,被稱為微生物之父的 Louis Pasteur 及細菌學始祖之一的 Heinrich Hermann Robert Koch,以實驗證明了細菌不是自然產生的,而是由空氣中已有細菌產生的〔菌原論〕(Germ Theory)。

至於「細菌」(Bacteria) 一詞,最早是由德國科學家 Christian Gottfried Ehrenberg 於 1828 年所提出。細菌與人類也息息相關,是導致許多疾病產生的病原體,比如鼠疫 (Plague)、梅毒 (Syphilis) 以及肺結核 (Tuberculosis) 等疾病。

 

最大的細菌

細菌是微生物,顧名思義,要顯微鏡才看得見,不同形狀的細菌其直徑大小不一,一般的直徑為 0.5~5 微米,因此大多只能在顯微鏡下才看到它們;目前已知最小的細菌則是「黴漿菌」(Mycoplasma),長度大概只有 0.3 微米,與最大的病毒差不多大。

可是凡事總有兩面,有最小自然也有最大;1997 年四月,德國海洋生物學家—— Heide N. Schulz,乘坐俄羅斯探勘船時,在非洲西南面的納米比亞沃爾維斯灣 (Whale Bay) 海牀沉積物中發現了被稱之為「納米比亞硫磺珍珠」(Thiomargarita Namibiensis) 這一巨大體型的細菌,因為用肉眼就能看到,當年這一發現震驚了微生物學界。

這種細菌呈球形,直徑約為 0.1~0.3 毫米,最大的可達到 0.75 毫米,是一般細菌直徑大小的 100~300 倍左右,體積是一般細菌的百萬倍甚至三百萬倍,就好像將剛出生的老鼠藍鯨相比一樣。其能夠生長到這麼大,是因為沉澱物中含有有毒的硫化氫 (Hydrogen Sulfide, H2S),細胞中的硝酸鹽 (Nitrite, NO2−) 可以把硫化物氧化和分解,從而慢慢生長到這個巨大體積。

它們廣泛分佈在納米比亞海岸的沉澱物中,其數量很多,當排成一行時,就好像一串串在閃閃發光的珍珠一樣,所以有「納米比亞硫磺珍珠」之名。

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不過,世界總是一山還有一山高,沒有最大只有更大!

2009 年,安地列斯大學 (The University of the Antilles) 生物學教授 Olivier Gros,在位於加勒比海 (Caribbean Sea) 小安地列斯群島 (Lesser Antilles) 的法屬瓜特洛普 (Guadeloupe) 紅樹林富含硫的水質樣本中,發現目前世界最大的細菌。

Gros 教授在他位於瓜特洛普皮特爾角城 (Pointe-a-Pitre) 的實驗室裡,拿著載有這種奇怪生物的試管表示,他起初以為是真菌、變形蟲之類的真核生物,因為兩公分長的東西根本不可能是細菌。但電腦斷層掃描發現這種生物竟然是沒有細胞核,意味其不是真核生物,而是細菌,驚嘆:『這生物簡直顛覆了微生物學的認知。』

同一研究室的分子生物學家 Silvina Gonzalez-Rizzo 表示,它是「硫髮菌屬」(Thiomargarita),是一種已知可利用硫生長的菌屬,名為「華麗硫珠菌」(Thiomargarita Magnifica) ,比人的眼睫毛更長。

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Gros 的研究團隊跟加州大學 (University of California) 的勞倫斯柏克萊國家實驗室 (Lawrence Berkeley National Laboratory) 合作,拆解這種神秘生物之謎。

實驗室研究員 Jean-Marie Volland 表示,以細菌來說,它大到匪夷所思,身長一厘米,最長的甚至有兩厘米,是一般細菌的 5,000 倍,大到肉眼也可以看到,他形容:『如果將一般人比喻成細菌,今次相當於是發現了珠穆朗瑪峰那麼高的巨人!』

特殊 3D 顯微鏡影像令研究團隊有了「完全出乎意料」發現 — Thiomargarita Magnifica 同樣是單細胞,身體分成多個間格,儲存了大量的 DNA,但卻不是複雜的基因組,而是一個簡單基因組重複七十萬次,即是單一細胞裡面儲存了自身基因藍圖七十萬份副本,重複規模前所未見。

Volland 解釋,在一般情況下,細菌的 DNA 會在細胞內自由漂浮,但是 Thiomargarita Magnifica 的 DNA 卻被壓縮成一個小結構,有一層膜包覆。

他指出,『這通常是植物、動物甚至人類這些複雜的有機體細胞才有的模式,正常不會在細菌上出現,真的非常古怪。』又指 Thiomargarita Magnifica 生命力非常頑強,靠紅樹林的腐爛有機物就可以製造養分生存,至於這種神秘生物還有什麼奧秘,仍有待進一步研究!。

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