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細(xì)菌環(huán)境受迫生存機(jī)制

       據(jù)zui近一篇發(fā)表于proceedings of the national academy of sciences雜志的研究報(bào)告，科學(xué)家在研究枯草芽孢桿菌（bacillus subtilis）時(shí)發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌在受脅迫的環(huán)境中，整個(gè)細(xì)菌群落能夠通過(guò)權(quán)衡，從而采取不同的策略生存下去。;據(jù)作者介紹，細(xì)菌在脅迫環(huán)境下，能夠通過(guò)開(kāi)啟和關(guān)閉的某些基因來(lái)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(jì)學(xué)家以及政治科學(xué)家建立類(lèi)似的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述人類(lèi)做決策的復(fù)雜過(guò)程。自然界中，細(xì)菌一般是群居生活的，一個(gè)小小的細(xì)菌群落中細(xì)菌的總數(shù)就有可能超過(guò)地球上所有人口的100倍。許多細(xì)菌對(duì)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(dāng)環(huán)境得到改善后，孢子可以通過(guò)出芽形成正常的細(xì)菌?？莶菅挎邨U菌可在10小時(shí)內(nèi)完成該過(guò)程，整個(gè)過(guò)程大約需要500個(gè)基因的參與。細(xì)菌在形成孢子的過(guò)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(jìn)入到另一種被稱(chēng)之為“competence”的狀態(tài)中。在這種狀態(tài)，細(xì)菌只是細(xì)胞膜發(fā)生改變，使其能夠輕易地從死亡的母細(xì)胞中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，像這樣，細(xì)菌即使遇到不良環(huán)境中，也可不通過(guò)形成孢子的形式安然度過(guò)危險(xiǎn)期。這種狀態(tài)的優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)環(huán)境好轉(zhuǎn)，細(xì)菌能夠后迅速恢復(fù)到正常功能，但這種狀態(tài)的劣勢(shì)在于，一旦環(huán)境變得更惡劣，那么細(xì)菌將面臨更大的死亡危險(xiǎn)。因此，細(xì)菌在面臨不利環(huán)境時(shí)，究竟要以哪種狀態(tài)生存的選擇類(lèi)似于一個(gè)的博弈論問(wèn)題——囚徒困境（prisoner's dilemma）。而且對(duì)整個(gè)細(xì)菌群落來(lái)說(shuō)，這種博弈顯得更為復(fù)雜。每一個(gè)細(xì)菌必須做出決策——要么形成孢子，要么進(jìn)入“competence”狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)菌遭遇不利的周?chē)h(huán)境時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出化學(xué)信號(hào)通知其它細(xì)菌，以讓其做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。