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重塑我們對(duì)細(xì)菌進(jìn)化的看法

2019-01-10 10:15:41 ? 來源：

細(xì)菌的形狀并不會(huì)影響它們的移動(dòng)效果 - 這是新研究的驚人發(fā)現(xiàn)，可能對(duì)科學(xué)和醫(yī)療行業(yè)的未來產(chǎn)生重大影響。發(fā)表在自然生態(tài)與進(jìn)化雜志，結(jié)果反駁長期持有的理論，應(yīng)該有進(jìn)化之間的密切聯(lián)系形狀的細(xì)菌和他們的移動(dòng)能力。將它們與魚類，海豹和鯨魚等較大的生物體區(qū)分開來 - 這種形狀對(duì)于它們有效游泳的能力非常重要 - 這一新發(fā)現(xiàn)凸顯了細(xì)菌生存環(huán)境的不尋常特性。

這項(xiàng)廣泛的研究由英國林肯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的Fouad El Baidouri博士和Stuart Humphries教授以及雷丁大學(xué)的Chris Venditti博士共同完成，并由Leverhulme信托研究領(lǐng)導(dǎo)獎(jiǎng)資助。該團(tuán)隊(duì)匯集了325種不同種類的厚壁菌的信息，以幫助解決全球科學(xué)知識(shí)方面的差距，即細(xì)菌等單細(xì)胞生物的形狀如何影響其流動(dòng)性，生活方式和致病性(引起疾病的能力)。

漢弗萊斯教授解釋說：“許多進(jìn)化生物學(xué)家已經(jīng)問過為什么動(dòng)物的形狀會(huì)如此，但到目前為止，科學(xué)界依靠數(shù)學(xué)模型來預(yù)測細(xì)菌的形狀和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。我們期望游泳細(xì)菌呈桿狀為了降低能源成本，但實(shí)驗(yàn)測試很少，而且令人驚訝的是，在進(jìn)化環(huán)境中對(duì)這種關(guān)系的分析完全缺乏。

“我們的研究已經(jīng)證明這些理論預(yù)測與現(xiàn)實(shí)不符，至少在這組細(xì)菌中是如此，因此它對(duì)我們對(duì)細(xì)菌進(jìn)化的理解做出了重大貢獻(xiàn)。”

研究人員采用新方法探索細(xì)菌的進(jìn)化，以更準(zhǔn)確地評(píng)估細(xì)胞的形態(tài)和功能。

El Baidouri博士說：“我們研究的主要焦點(diǎn)是了解為什么細(xì)菌有多種不同的形式，但為了理解這一點(diǎn)，我們需要找出哪種細(xì)菌具有哪種形狀。沒有數(shù)據(jù)集，我們看到了明確的需要收集細(xì)菌的形態(tài)學(xué)和生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù) - 這項(xiàng)任務(wù)耗時(shí)數(shù)月，并且仍在進(jìn)行中。

“我們完全有望在強(qiáng)有力的理論預(yù)測的支持下證實(shí)一種廣泛持有的信念，即桿狀細(xì)胞比球狀細(xì)胞(球形)細(xì)胞更有效地運(yùn)動(dòng)，并且形狀和運(yùn)動(dòng)性是共同進(jìn)化的。我們采用了許多方法確認(rèn)我們的調(diào)查結(jié)果，令我們驚訝的是，我們沒有發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)特征之間存在任何關(guān)聯(lián)。“

與最近的證據(jù)相反，該研究還發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致疾病的能力和這些細(xì)菌的生活方式(無論是自由生活還是宿主相關(guān))都不受形狀的影響。這些結(jié)果表明，至少對(duì)于這組細(xì)菌，它們具有比以前認(rèn)為的更大的進(jìn)化靈活性。

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