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酷爱美食的大肚汉

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:凡是自己所需要的物质会大量放行,不利于自身生长的物质一律拒之门外,不让其进入细胞内。它们都由细菌随身携带,如同一个活动的小仓库,人类称它们为贮藏性颗粒。一般来说,由于菌族、个体的不同,其贮藏性颗粒的大小、种类和数量是有差别的,而且一种细菌只有一种贮藏性颗粒,但也有两种或多种的。

养活细菌是项浩大的工程,而且是一件颇为困难的事情。它们真是太能吃了,无论是大的、小的球形的、杆状的、螺旋状的,它们无时无刻不在忙着填充自己的胃口。

它们的食谱非常广泛,且荤素兼吃,凡是动植物能利用的营养,它们都能利用;大量动植物不能利用的物质,甚至剧毒的物质,它们照样可以视为美味佳肴。如大肠杆菌在合适条件下,每小时可以消耗相当于自身重量2000倍的糖,而人要完成这样一个规模则需要40年之久。如果说一个50公斤的人一天吃掉与体重等重的食物,恐怕无人会相信。

细菌之所以喜欢人类是因为在吃方面它们的脾气和人类差不多,就是太酸的不吃,太咸的不吃,太干的不吃,太淡而无味的也不吃,大凡合人类的胃口都合它们的胃口。

细菌靠细胞壁来吸收营养,有孔隙的结构是必需的。

尽管细菌很喜欢人类,可是人类对细菌的了解似乎少之又少。人类在显微镜下看不到微生物菌的嘴,所以肯定疑惑食物是怎么进入微生物胃里的,细菌不但没有嘴,也没有胃,甚至其身体内没有任何消化器官。它们不像其他动物,靠某一个器官去捕食,而是用整个身体或细胞直接接触营养物质。人类也许疑惑身体怎么能够吃东西呢?身体上又没有洞,食物怎么可能进到身体里?难道食物像人类传说中的鬼神一样,能穿墙而入?其实细菌主要是用细胞壁和细胞质膜来吸收营养物质的,由于细胞壁的结构有孔隙,就像筛子一样,在其孔隙大小允许的范围内一切物质都可以自由出入,如水和无机盐等。由于细胞壁对物质没有选择性,一些有害物质甚至是毒性物质也会趁机混进来,一旦它们进入菌体,细菌将会随时面临死亡,不过细菌也有一定的防范措施,在细胞壁内紧贴着一层薄膜,叫细胞膜,它是控制物质进出的“关卡”。凡是自己所需要的物质会大量放行,不利于自身生长的物质一律拒之门外,不让其进入细胞内。

细菌对不同食物的吃法就像人类对食物清蒸、红烧、白煮、煎熬、凉拌后再吃是一样的。它们对水、二氧化碳和氧气等小分子物质采用扩散食法,这种扩散的动力来自细胞内外物质的浓度差异,当细胞内的浓度低于外界的压力时,这些小分子物质就会穿过细胞质膜而进入细胞;另外一种吃法需要添加些佐料才行,这些佐料就是酶,每个微生物细胞内均含有不同的酶系,这就决定了不同微生物之间的口味不同,透性酶不但起到调味的作用,而且还具备筷子的作用,它决定了细菌吸取营养的方式和代谢类型也不同,并且,是食物的搬运工。它存在于膜的外表面时,是处在食物大杂烩里,这时它根据身体需要,挑选有营养价值的物质结合,当把物质转运到膜内时,便将这些物质解离下来,自己再出去寻找新食物,而且这个搬运工虽然不停地劳动,却并不消耗细菌的能量。还有,当酶的搬运满足不了它们的胃口时,它们就积极主动地亲自去吸收营养,即使这种物质在细胞内的浓度已经远远高于环境中的浓度,但细胞仍然能够从环境中吸取营养物质,以满足自身的需要。但是,微生物的这种“本领”不仅要靠酶的帮助,而且还要消耗能量。例如,大肠杆菌在以乳糖做碳源时,细胞内比环境的乳糖高500倍,仍有乳糖进入细胞。这都是一种名叫β-半乳糖苷渗透酶的搬运工的功劳,它把乳糖搬进细胞内储存起来,然后人体用来代谢的能量便会分散出来一部分作用于这个搬运工身上,使细胞膜内亲密无间的乳糖与搬运工分开,使乳糖在细胞内释放,供微生物利用。

即使细菌在吃上有独特的一面,但是细菌不是过一天少三晌的短视鬼,它们有头脑,也有远见。在长期的自然压迫下,它们变得越来越聪明,并且演化出一套独特的食物能量应急体系。人类借助显微镜可以看到,每个细菌体内都有许许多多直径在10~20纳米之间,由70%的RNA(核糖核酸)和30%的蛋白质组成的核糖体。核糖体的数量很大,每个细菌体内可有万余个。当核糖体串连起来,聚在一起时,形成一个窝点,这个链群叫多聚核糖体,它们建立起一个加工厂,生产合成生命所必需的蛋白质,成为生命中源源不断的能量支援。

尽管能吃能装,食谱广泛,但是,各类细菌对营养物质的要求差别却很大,包括水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。这从它们所携带的粮仓里就能看到。

除了生命物质的加工厂外,细菌还有自己独特的食物存储装置。因为,生命在漫长的一生中往往会遇到很多饥荒年代。骆驼的驼峰是支撑骆驼几天几夜不吃不喝穿过死亡沙漠的保证,人类的粮仓是支撑人类度过饥荒的后备,细菌也有自己的“驼峰”和“粮仓”,你从显微镜下面可以看到,在细菌的细胞质内,分布着许多大小不等的颗粒,这些颗粒就是“粮仓”。它们都由细菌随身携带,如同一个活动的小仓库,人类称它们为贮藏性颗粒。

细菌的应急粮仓——贮藏性颗粒

一般情况下贮藏性颗粒个头比较大,都有一层单层膜包被,因为微生物王国张扬个性之风长盛不衰,所以它们都有自己独特的一面。一般来说,由于菌族、个体的不同,其贮藏性颗粒的大小、种类和数量是有差别的,而且一种细菌只有一种贮藏性颗粒,但也有两种或多种的。通常情况下是看不到的,只有给它们一点颜色,才能显露本性,例如,美蓝或碘等一些染色液就是化解它们隐身的法宝。当诱骗它们吸入或者强行泼它们染色液时,它们就会变成浓妆艳抹的蛾子,五彩缤纷,你要是对细菌的饮食结构感兴趣,从这些五颜六色的颗粒中就能看出来。例如,白喉杆菌和鼠疫杆菌主要储藏多聚磷酸盐和RNA,遭遇美蓝后就会变成紫色,其中受染颗粒与菌体内其他部位的颜色明显不同。如果是大肠杆菌、沙门氏菌、芽孢杆菌等则会呈红棕色或深蓝色。这主要是因为其储藏的是糖原和淀粉,因此,它们的仓库被称为糖原和淀粉粒,糖原遇碘呈红棕色,淀粉粒遇碘呈深蓝色,这些糖原颗粒并不是一天24小时不间断地生产的,它们的生产是有一定的条件限制的,只有在碳源过量而氮源有限的情况下才能制造出糖原贮藏物。

某些嗜好硫化氢的菌类体内所含的硫粒

细菌就像人类一样,也会因遗传基因和个体差异而散发出不同的气味。就拿人类来说吧,有些人会有狐臭。在细菌王国里也会弥漫着一些不次于狐臭的难闻气味。例如,在细菌王国有些菌类,如蓝细菌、硫细菌和紫色细菌,它们的生活离不开H2S(硫化氢)的环境,就像人类离不开氧气一样。如果H2S耗尽,这些贮藏性颗粒就会被激活,开始源源不断地向这些菌类输送能量,保证它们的生命延续。但是凡事都有两面性,在调用粮食储备的同时,作为粮食后备厢的硫粒中所含的硫元素就被氧化成硫酸,发出刺鼻的酸味,令人厌恶。硫酸对硫细菌也是有害的,通常情况下,这种危害仍在细菌的承受能力范围以内。如果硫细菌长期缺少硫化氢而通过氧化硫获得能量,将造成硫酸过度积累,从而散发出人体,人类将采用药物形式将其扼杀,同时,细菌在这样的生活环境中也会相继死亡,从而硫细菌与硫化氢达到供需平衡,整个生态达到新的循环。

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