还以为细菌是简单的生物吗？最新研究发现细菌能够在群体中解决社交冲突，能够像人脑中的神经细胞一样互相传递讯息沟通，也就显示了这些单细胞生物其实没有人们想像的简单！
来自圣地牙哥加州大学的研究团队发现细菌形成的生物膜群落中，可以透过电讯号主动改变群落中多样菌种之间彼此的互动。圣地牙哥系统生物学中心副主任、以及圣地牙哥加州大学霍华德休斯医学研究所的分子生物学教授 Gürol Süel 表示，生物膜上的细菌能够透过这种方式影响远距离外的不同群细胞。
大量而多样的细菌群聚生活，形成有结构的群落就被称为“生物膜”，是细菌以及其他微生物共同生活组成的表面薄膜构造，例如牙齿上的牙垢就是一种生物膜，这些生物聚集在一起形成的生物膜能够对化学物质及抗生素具有高抗性。人们对于生物膜组成的过程，以及它们召集其他生物共同生活抵抗攻击的机制一直不是非常了解，但生物膜的特性已经提供人们许多应用上的价值，譬如预防牙垢形成，或者医院内多重抗药金黄色葡萄球菌感染的防治。
而最新发表于知名科学期刊 Cell 的研究结果显示，细菌可以透过传递远距电讯号给生物膜上其他菌种，进而吸引更多成员进驻该生物膜群落。细菌聚集在具有保护性生物膜的行为有点像精明的商人，它们会放出电讯号当作广告，告诉周遭其他生物这个生物膜中有哪些成员。这样的复杂行为推翻了一直以来人们对于细菌的想像，细菌并没有想像中简单低等。
让细菌和平共处
这项研究的第一作者是 Süel 实验室的博士生 Jacqueline Humphries。他们的研究结果显示，生物膜内细菌的行为就类似人们向朋友传送电子讯息，且这样的机制并不是少数菌种才有的特例。研究结果还显示，菌种之间也能互相传递讯号，细菌能够放出远距电讯号，吸引其他菌种加入它们的生物膜。研究团队新发现的这项机制，未来也可以做为跨物种之间的讯息传递例子。
来自圣地牙哥加州大学的生物学家们结合了实验与数学模型，发现单一物种枯草杆菌（Bacillus subtilis）能够以电讯号讯息吸引另一菌种绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）。他们首先以微流控（microfluidics）生长箱培养细菌，并记录枯草杆菌生物膜上用来吸引生长箱内远处细胞至生物膜边缘所放出的钾离子电讯号。
Süel 与他的研究团队 2015 年夏天发现生物膜内的变动现象，能够解决群落中各个菌体之间的冲突，使众“菌”们能够和平共处、互相合作。但在群落中，除了合作之外，个体之间也需要互相竞争养分，以争取资源使自己生长。生物膜外缘的细菌距离环境中所含有的生长必需养分最近，而生物膜内侧的细菌则可能因为被遮蔽而有营养缺乏的情形，但研究团队发现生物膜内的变动会发展成相互依赖的模式，规律的定期使外围细胞暂停生长，让内侧细菌也有获得养分的机会。
紧接着，研究团队便发现生物膜内的细菌能够借由离子通道蛋白（ion channels）传递电讯号和其他细菌沟通，这样的电讯号传递方式和人类神经传递讯息的方式非常相似。
而在研究团队最新的研究中，他们发现生物膜中的细菌以远距电讯号吸引其他菌种到同一生物膜上生活，这不仅是研究团队最惊人的发现，还可能改变人们对细菌如何影响人类健康的了解。
研究团队表示，他们最新的研究结果发现，在肠道菌等含有多种细菌的细菌社群中，细菌们会利用电讯号传递讯息以相互调控。研究团队推测细菌甚至可能在人类肠道内互相以电讯号交流，未来研究成果或许能够打开另一扇门，以电讯号为基础，用生医技术控制细菌行为以及细菌社群组成。
- Bacteria recruit other species with long-range electrical signals
（首图来源：phys.org）
