微生物猎杀场

倩芸

生态系统由植物、动物和微生物以及非生物组成的。生态系统内的生物会与环境相互作用，也会与其他生物相互作用。一个种群规模的变化会影响生态系统中的所有其他生物，这在捕食者和猎物的关系中得到了最有力的证明。

说到捕食者与猎物的关系，我们往往是从高等生物的角度来看的。例如，狮子追捕瞪羚，狐狸捕猎兔子，熊捕捞鲑鱼……然而，这种关系也发生在微观世界中，在那里可以在更小的范围内找到“杀手”和“受害者”。有趣的是，原核生物之间的捕食是最古老的捕食形式之一，而这一过程可能造就了真核细胞。

在微生物的猎场中，这些微生物“超级反派”使用一系列机制来捕捉和吞噬猎物，从套索、黏性旋钮到“吸血”，精彩程度丝毫不逊色于电影大片。

吸血球菌是一种小型的卵形细菌，存在于喀斯特湖泊等种类的湖治里的缺氧区。吸血球菌可以自由悬浮在水中，但只有在它进食猎物—一着色菌（一种紫硫细菌）时才会进行繁殖。不同于大多数掠食性细菌，吸血球菌是从内部开始吞噬猎物。吸血球菌会在猎物细胞的外部，通过专门的细胞质桥（连接两个细胞的细长细胞质链）附着在猎物身上。

吸血球菌比它的猎物小得多，一个着色菌细胞可以供多达六个吸血球菌侵蚀。在搭好细胞质桥后，吸血球菌向着色菌释放酶来分解其细胞质，并使营养物质通过细胞质桥输往自身，就像“吸血鬼”咬住人类的脖子吸血。随着吸血球菌进食，它会通过二元裂变生长和分裂，直到猎物被吸得只剩一具空殼（细胞壁、细胞质膜和一些细胞质内的包裹体）。

蛭弧菌

蛭弧菌（黄色）攻击较大的细菌

蛭弧菌的栖息地很广泛，从土壤到清泉水甚至污水，只要这些环境中有其他革兰氏阴性细菌和氧气，通常都能看到蛭弧菌的影子。蛭弧菌的猎物也有多种，但主要是多种革兰氏阴性细菌，例如大肠杆菌等。一旦蛭弧菌感应到周围有猎物存在，就会迅速游向猎物。蛭弧菌的移动速度非常快，每秒的位移可以覆盖100个细胞的长度，这相当于人类以每小时644千米的速度移动！

当蛭弧菌接近猎物时，它会紧紧钳住猎物的外部，并像开瓶器撬开瓶盖一样旋转，直到在猎物表面形成—个小孔，然后蛭弧菌顺着小孔钻入猎物体内。蛭弧菌一旦进入猎物的周质空间（细胞质和外膜之间的空间）后就会密封外膜孔，因此猎物细胞的内容物很少甚至完全不会泄漏。然后，蛭弧菌会分泌各种酶来分解猎物的细胞质，从而开始享用它的猎物大餐。

蛭弧菌在进食时，会长大并拉长成香肠状。当它长到不能再长时，就会分裂成许多更小的蛭弧菌，从猎物细胞中破壳而出。然后这些小蛭弧菌又开始寻找自己的猎物，开始下—轮进食—分裂循环。

自然界中有超过200种真菌会使用特殊的菌丝，以捕获线虫为食。线虫捕食菌存在于各种土壤环境中，它们产生的菌丝能作为捕获线虫的陷阱，也能用来穿透、杀死和消化线虫内容物。线虫捕食菌的陷阱由菌丝构成，菌丝分化是自发发生的，而且速度很快，通常在几个小时内就能将陷阱搭建好。

线虫捕食菌造出陷阱后，又是如何将线虫引诱到陷阱中的？通过观察，科学家发现线虫捕食菌充分利用了线虫没有视觉、仅用嗅觉来捕食这一特点，通过分泌化学物质把线虫吸引到陷阱旁，线虫误把菌丝陷阱当作食物而主动投身于陷阱，最终死亡。

不同的线虫捕食菌各有其特殊的装置桌捕获线虫，总的可分为两大类——黏性陷阱和收缩环。

黏性陷阱

黏性陷阱的部分或整个表面都被具有黏性的蘸丝覆盖，一旦体型小巧的线虫踏入陷阱，那么就再也无法脱身。即使它通过折断菌丝努力挣脱，“真菌捕获器官”仍会附着在线虫上并引发感染。虽然被称为黏性陷阱，但它的黏性不像胶带那样，不会黏住泥土或尘埃，时刻只为捕杀线虫做好准备。相反，黏性菌丝与线虫表面的糖化合物强烈结合，能比一般胶带将线虫黏得更紧。

线虫捕食菌一端上的3个细胞能弯曲并向内膨胀，然后像套索—样牢牢套住线虫

收缩环

这是线虫捕食菌所造的最复杂的诱捕装置，是一种在菌丝末端形成的环状结构。当线虫在寻找食物时不小心钻进这个环状结构，就会触发响应。线虫捕食菌会在不到0.1秒的时间里，使构成环状结构的三个弯曲细胞迅速向内膨胀，像套在脖子上的套索一样挤压线虫。

一旦诱捕成功，线虫捕食菌就会用细长的穿透钉来刺穿线虫的角质层。穿透钉将在线虫体内膨胀并形成一个感染性的球茎，新的菌丝从中生长而出。菌丝分泌生物酶来分解线虫的身体，分解后的营养物质通过菌丝被运输回线虫捕食菌体内其他地方用于生长。这个阶段通常耗时1～3天，然后菌丝将从线虫尸体中长出并形成孢子。

科学家对这些微生物中的“超级恶棍”很感兴趣，正在摸索是否可以把它们的力量运用到工业、医疗保健或农业中。一些科学家一直在研究蛭弧菌，希望将它确立为治疗人类、动物和植物革兰氏阴性细菌感染的方法。

线虫捕食菌从线虫体内破壳而出