你看那个乌贼它又亮又光，全靠那群细菌在又聚又聊| 果壳科技有意思

你看那个乌贼它又亮又光，全靠那群细菌在又聚又聊

文小喵

做为动物，最害怕的事情就是被吃掉，因此躲避天敌是它们永远的共同话题。有些动物能够急速逃命，有些动物会变色，有些动物则会装死。但你可能不知道，还有些动物可以通过发光来隐藏自己。

夏威夷乌贼的“发光隐形衣”

夏威夷乌贼生活在夏威夷海岸，白天睡觉，晚上觅食。它们痛恨每一个月光皎洁的夜晚——可恶的月亮和星星将岸边的浅水区照得透透的，给每个游动在浅水中的动物都罩上了一团醒目的黑影，告诉捕食者：食物在这儿。

如何解决这个问题呢？夏威夷乌贼对哈氏弧菌（Vibrio harveyi）说：“我们同居吧。”

夏威夷乌贼发着淡淡的光。图片：Margaret McFall-Ngai / wikipedia

乌贼在每次换气的时候吞入哈氏弧菌，当夜幕降临，哈氏弧菌就会在乌贼的腹侧发光。乌贼可以依靠内部的组织，把哈氏弧菌发出的光调节到和月光星光差不多的光度。这样一来，这个聪明的家伙就像是披了一件发光的隐形衣，捕食者就完全看不见它的影子啦！

然而到了白天，乌贼并不需要哈氏弧菌发光。那么，哈氏弧菌是如何理解了乌贼的需求，做到白天不发光，晚上的时候再一起合作卖力发光的呢？原因在于这些细菌会“说话”。

聚在一起会发光

细菌“说话”，或是听别的细菌“说话”，靠的都是化学信号。细菌们会分泌一些小小的化学信号分子，这些信号分子扩散到周围的环境中，其他细菌可以通过受体来感知到信号的浓度。这些受体就相当于是细菌的耳朵。

当细菌的密度越来越高，周围信号分子的浓度也越来越高，一旦这个浓度到达到某一个值，便会启动细菌细胞内部的一系列基因表达调控、蛋白质合成等过程，诱发它们的“群体效应”——让大群的细菌同时做同一件事情。依靠这套机制，小小的细菌们就能合力完成一件大事（比如哈氏弧菌发光）。

左图中箭头的方向标识的是夏威夷乌贼每次吞吐哈氏弧菌的线路。右图是是夏威夷乌贼的腹侧图片，可以看见左右对称的两侧发光器官。图片：Visick et al. / Journal of Bacteriology（2000）；Bonnie Bassler / TED.com

夜晚，在夏威夷乌贼的发光器官中，1mL的地方可以聚集1011只卖力的哈氏弧菌，能够分泌出足够的化学信号让它们一同发光。所以可以看出，这种群体效应最鲜明的特征是——数量依赖型。

白天，大量的细菌被乌贼排出体外，细菌浓度和信号分子的浓度都很低。此时它们感应不到彼此的存在，也就没法一起商量着发光。不过这个时候乌贼正在沙子里睡大觉，也用不上它们。不需要工作的时候，细菌可以不断地繁衍，等到了晚上，乌贼的发光器官中就充满了哈氏弧菌大家族啦。

就像大家都在一个热闹的广场上，每只细菌都在说：“我在这，我在这……”，每只细菌在分泌信号分子怒刷存在感的同时，也在仔细地倾听者别人。就这样不知过了多久，大家都觉得，人数够啦。“biu~”的一下乌贼的发光器官就亮了。它将自己隐藏在月光之中，大胆地在海水中游动，肆意地吞食猎物。

细菌也有通用语

人类有不同的语言，细菌也一样。不同的细菌会有不同的语言（信号分子）。这些信号分子在空间结构上不同，一种语言（信号分子）只能被一种耳朵（受体）“听见”。

人类有自己的家人，也有邻里街坊，有竞争合作，也有你死我活，细菌也一样。自然状态下，细菌群落中汇集着多种细菌，它们需要交流，计算出自己同类和异类的数量，知道谁占多数谁占少数，以此摆清楚自己的位置。这成百上千种细菌住在一起，如果它们只能内部交流而不会互相沟通，又怎么和这些邻居们和谐相处呢？

幸好，细菌界也有自己的“国际通用语言”。大多数细菌都能分泌一类相同的化学分子，也有接受这种通用信号的“第二只耳朵” 。科学家猜测，正是因为有这两种语言和两只耳朵的存在，细菌们才知道周围的世界里有多少是自己人，有多少是邻居们。

当环境适宜、食物充足的时候，黄色黏球菌为杆状（黄色），互相抢食的现象时有发生。面临压力时，大家变得更加团结，细胞会聚集在一起形成细胞团块，此时，一些圆形的抗压能力更强的孢子（绿色）产生，帮助群体熬过艰难的时光。图片：sciencedaily.com

精诚合作，共同致病

其实吧，细菌会说话交流，利用“众人拾柴火焰高”的策略也不难理解，尤其是那些致病菌。毕竟，它们想入侵的是比自己强大不知多少倍的人类。人类免疫系统也不是吃素的，如果细菌们不拧成一股绳，怎么可能击溃对手呢？

铜绿假单胞菌（pseudomonas aeruginosa）就是这样一种精诚合作、众志成城的致病菌。在这种菌小小的基因组中，存在着功能强大的“语言”系统，可以让铜绿假单胞菌互相交流，来决定是一起侵染组织造成损伤，还是侵染血液系统好让子孙后代得以更广泛地传播。你想用抗生素对付它？这些家伙还能商量着形成细胞叠着细胞的生物膜（biofilm）结构，让它们对抗生素的敏感性大大降低。