为了在它们战火连天的世界里生存，细菌拥有诸多强大的武器，比如一种放到中世纪也毫不逊色的弓弩！

我们身处的世界是一个永恒的战场，不计其数的战士日复一日地殊死拼杀。只不过这是一场发生在微观世界里的战争，难以察觉。

是的，细菌们这场你死我活的厮杀持续了数十亿年。演化赋予它们十八般兵器：分子投枪、化学炸弹、绝命触碰……应有尽有。而它们的杀手锏——发现于2006年——依旧不断给研究人员带来惊喜：这是一种分子弓弩，能够发送巨型箭支——至少对细菌而言的“巨型”！

左图中，细菌弓弩正准备发射。右图中，“ 箭 ” 已 射 出，它穿过细胞膜，“箭头”（图中无法看到）已射入敌人体内。

这是细菌界最常见的武器之一。“每四种细菌里就有一种使用。”法国马赛大分子系统工程实验室的洛尔·儒内（Laure Journet）与埃里克·卡斯卡莱斯（Eric Cascales）介绍说。

该能力源自这种单细胞微生物的一种特有属性：与动物不同，不同种类的细菌之间可以交换基因。而之所以有如此之多的菌种拥有这种弓弩的基因，那当然是因为该武器赋予它们极大的生存优势。

无比高效

若论最厉害的“弓弩手”，或许可以提一下沙门氏菌。当它们进入我们体内，便会杀死在我们的肠道中寄居并帮助我们消化食物的那些“好”细菌，从而造成一种常常致命的疾病：沙门氏菌病。

是什么让细菌弓弩如此高效？因为其机制甚为简单，所以细菌每分钟都能准备一把。该武器由细菌细胞膜中的一小群蛋白质构成。在细胞膜外侧，有一个“枪眼”让箭支得以发射。

而在内侧，有一条完整的弹药生产链。首先是蛋白质的堆积，它们形成一个锋利的箭头；随后在箭头之下会有其他片状蛋白质堆叠，形成箭杆。在箭身外还会附上一层弹性鞘，起到弓弦的作用。

1. 箭支在细菌内组装。首 先 是 箭 头，组装于细胞膜的一个 开 口 内。随 后，片状的蛋白质在其下方堆叠。

2. 弹性鞘包裹每一个片状蛋白，它将提供箭支射出所需的能量，就像紧绷的弓弦为羽箭提供推进能量。

3. 片状蛋白质持续堆叠，直至箭杆达到所需长度——往往达细菌长度的一半！整根箭支的装配时间约为 30 秒。

4. 发 射！弹性 鞘 猛 烈 收缩，通过细胞膜上的开口射出箭支，后者刺穿目标细菌的细胞膜。进入目标体内，形成箭尖的蛋白质释放出有毒分子，导致对手中毒。

毒箭

然而，与古兵器的类比也就到此为止了，因为分子弓弩是用于“贴身肉搏”的。“实验表明，‘箭支’迅速失去能量，其射程估计不超过1微米。”埃里克·卡斯卡莱斯指出。细菌长度在2~5微米之间，因此细菌弓弩的目标必须近在咫尺！

另一个缺点在于，就算把对手射个万箭攒身，细菌弓弩也不足以结果其性命。“细菌的细胞膜延展性极佳。其自我重建的速度之快，使它绝不会因这类进攻而受损。”埃里克·卡斯卡莱斯进一步透露。

真正起作用是在目标体内。因为一旦进入，箭镞就会释放出一杯罪恶的毒药鸡尾酒，攻击细胞的内部组件，从内部摧毁细胞。每个细菌家族都有各自的秘方，通常混有几类毒药，使得其他菌种不太可能产生抗性，即发展出对毒素的有效防御。

不过在战斗中，即便贴身施放，分子弓弩也并非万无一失：细菌们草木皆兵，往往敌我不分乱轰一气。虽然同类们对毒素免疫，不会有生命危险，但对于施放者来说，这全是不必要的能量与“弹药”消耗。在我们的常识中，战争的命运通常就决定于这类细节。

正是在这一点上，细菌弓弩再次震惊了研究人员，因为他们发现，细菌会“废物利用”。“射入友军体内的箭镞成分会被再次用来制造箭支！”参与这一发现的瑞士巴塞尔大学研究人员马雷克·巴斯勒（Marek Basler）解释道。

没错，和其他战争一样，细菌之间的战争没有弹药也是打不赢的！

撰文 Titouan Corlet

编译 王惠灵



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