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培养皿战争

发布时间:2017年12月01日 点击数: 收藏 打印文章

培养皿战争

内容来源 科普中国-科普文创 

  国防大学附属生物研究所内,一群学生刚刚在培养皿当中完成了细菌培养的工作,当然教授也是别有用心,生物科技公司再次给他的工作室投来一个生物合成项目,这个项目的回报是他无法想象的。教授利用自动转基因技术,刚刚完成了对金色葡萄球菌、链球菌、大肠杆菌等一系列细菌的转基因,他把青霉素酰化酶的基因转入到每一个细菌当中,又在这些细菌上做了些小手段,使得这些细菌能够自发进行酶固相化的程序,从而可以直接生产青霉素而不会被其融化。刚刚,他带领学生完成的工作,便是对这些病菌的培养。

  教授想测试这些细菌的青霉素生产能力,于是在这些菌群之间放置了菌障,阻碍这些细菌的扩张。同时,他把这些菌种转移到了特殊的培养皿上。一想到公司开出的价位,他兴奋得手舞足蹈,为自己绝顶的能力感到无比的自豪,等那笔钱到了手,自己又可以阔绰起来了。

  于是,他给培养皿智能底板设定好了相关的适宜温度,给细菌繁殖和生产青霉素做好了充分的准备。教授期待,当他把培养皿放在电子显微镜下分析的时候,可以发现它们在生产大把大把的钞票。

  但是,教授没有猜想到的是,这些细菌,都有自己的意识——应该说,就连光也有自己的意识。根据费马定律证明光的折射,光从空间的一点到另一点,是沿着光程为极值的路程传播的,此极值有时候是最大值,有时候是最小值,有时候是恒定的。从另一个角度思考,光传播的时候是“有意识”地进行传播。极短光程原理恰恰说明了这个道理,但是知道这些理论的人却完全不明白,他们身边的森罗万物,都具有自己的意识。

  这些细菌,也是如此。

  在教授去休息的那一刻开始,这些细菌统统大展身手,沿着器皿中的培养基四处“攻城略地”,各色的菌群在培养基上迅速扩展开来,扩张速度在分钟尺度上几乎肉眼可见。但各类细菌遇到了菌障之后,也都没辙,只好将这些菌障视作自己菌群的边界,它们之间虎视眈眈,可谁也对付不了谁,也只能“干瞪着眼”。

  尽管扩张行动早已停止,可是各类细菌的菌种繁殖却是永远停不下来。起先,它们的数量是以十分缓慢的速度在进行,但是随着时间的推移,它们的繁殖却是达到了指数型增长模式,数量几乎爆表,培养基也逐渐被它们所占领。而且,教授对它们实行的转基因,也激发了它们特定的序列组合。于是,这些细菌溶解了菌障,开始面对之前虎视眈眈的敌人。这个时候,一个非常现实的问题蹦出来了——

  基于一个简单的客观事实:培养皿中的细菌们正在无限制地迅速增长,在本天时间尺度内就会达到爆炸的临界状态,但是培养皿中的培养基十分有限,培养皿可容纳细菌数量也是有限的,如何去解决这个问题?

  各大菌群都开始召开公菌大会,这些细菌是以密度感应和释放信息素来参与各自的交流。势力最弱的大肠杆菌们最为紧张,它们的生存面临严重的考验,它们的大肠杆菌内毒素对金色葡萄球菌等其他细菌并没有奇效,那么它们该如何生存?

  大肠杆菌公菌大会中,各种密度感应和大量信息素的释放之后,大肠杆菌也没有得到一个十全十美的办法,没有任何杆菌能给出最佳答案,也没有任何细菌敢于真正去面对这个实际问题。它们似乎想采用鸵鸟战术来回避这个问题,以为车到山前必有路。

  细菌当中有智菌提出,当菌群扩张到一定程度的时候,超过了它们的微环境所能承受的范围,那么就会以细菌癌化战争、菌群自发减数等进行自然的调节。它们似乎具有先辈的记忆,它们知道,自己的先辈细菌们从远古到现在,都在经历“微环境破坏——培养基匮乏——消耗菌群——达到平衡——再增长”这样的过程。

  这是自然的客观规律,细菌们之间的战争也绝不能忽视这一点。

  根据大肠杆菌公菌大会的估算,到下五十个分钟尺度内,培养皿中的菌群数量就会达到极限,这仅仅是它们保守的估计。但目前,只有大肠杆菌在控制着自己菌群的繁殖,但事实上没有任何用处,这个办法并没有真正有效地控制住大肠杆菌数量的增长。培养基的匮乏,让大肠杆菌不得不自己生产,然后以后代作为培养基,延长寿命。像是吸血鬼像通过吞噬自己的后代来延长寿命一样。

  “我们需要去刺探一下其他细菌是怎么做的!”有一些细菌发出了这样的信息素,这得到了大多数杆菌的认同。结果,大肠杆菌发现,金色葡萄球菌、链球菌等并没有控制自己菌群的扩张,而是拼命地生产着青霉素。它们发现,这些青霉素不再是普通的青霉素,这些青霉素可以杀灭培养皿中的任何细菌,高效而便捷!

  特别是金色葡萄球菌,它们不仅仅自己在生产着突变青霉素,而且还在阻止着别的菌种生产这种青霉素。大肠杆菌忽然明白,金色葡萄球菌要这样子做的原因——

  金色葡萄球菌似乎得到了上帝的启示,它们清楚,培养皿中的细菌数量爆炸问题,也只有动用突变青霉素来解决了,因为它们自身的毒素不能有效快速地杀灭其他细菌,也只有这种突变青霉素能够快速抑制细菌的增长。在其他细菌没有威胁到自身之前,利用这种青霉素将其他细菌统统杀灭。

  “也许生产这种突变青霉素就是我们的出路了!”智菌激动地摇晃着自己的菌体,让其他杆菌通过密度感应充分理解自己的想法,“实际上,这种青霉素的出现是我们细菌进化的必然结果!因为我们细菌之间争夺培养基的斗争一定会是越来越剧烈的,所以突变青霉素这种高效率的细菌调节工具,可以重启培养皿微环境的平衡,继续自然的循环!”

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