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細菌環(huán)境受迫生存機制
細菌環(huán)境受迫生存機制
據(jù)zui近一篇發(fā)表于proceedings of the national academy of sciences雜志的研究報告，科學(xué)家在研究枯草芽孢桿菌（bacillus subtilis）時發(fā)現(xiàn)，細菌在受脅迫的環(huán)境中，整個細菌群落能夠通過權(quán)衡，從而采取不同的策略生存下去。;據(jù)作者介紹，細菌在脅迫環(huán)境下，能夠通過開啟和關(guān)閉的某些基因來維持生存的方式，不僅可以揭示生物系統(tǒng)間相互作用的復(fù)雜性，還有助于經(jīng)濟學(xué)家以及政治科學(xué)家建立類似的數(shù)學(xué)模型來描述人類做決策的復(fù)雜過程。自然界中，細菌一般是群居生活的，一個小小的細菌群落中細菌的總數(shù)就有可能超過地球上所有人口的100倍。許多細菌對多種環(huán)境（如饑餓，毒性和放射性）的應(yīng)答往往是形成孢子，當環(huán)境得到改善后，孢子可以通過出芽形成正常的細菌?？莶菅挎邨U菌可在10小時內(nèi)完成該過程，整個過程大約需要500個基因的參與。細菌在形成孢子的過程中，其zui終產(chǎn)物并不一定全都是孢子，在某些情況下可以進入到另一種被稱之為“competence”的狀態(tài)中。在這種狀態(tài)，細菌只是細胞膜發(fā)生改變，使其能夠輕易地從死亡的母細胞中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，像這樣，細菌即使遇到不良環(huán)境中，也可不通過形成孢子的形式安然度過危險期。這種狀態(tài)的優(yōu)勢在于，當環(huán)境好轉(zhuǎn)，細菌能夠后迅速恢復(fù)到正常功能，但這種狀態(tài)的劣勢在于，一旦環(huán)境變得更惡劣，那么細菌將面臨更大的死亡危險。因此，細菌在面臨不利環(huán)境時，究竟要以哪種狀態(tài)生存的選擇類似于一個的博弈論問題——囚徒困境（prisoner's dilemma）。而且對整個細菌群落來說，這種博弈顯得更為復(fù)雜。每一個細菌必須做出決策——要么形成孢子，要么進入“competence”狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)，當細菌遭遇不利的周圍環(huán)境時，會及時發(fā)出化學(xué)信號通知其它細菌，以讓其做好相應(yīng)的準備。