文：小肥波
細菌是種微生物，往往不能用肉眼看到。不過最新刊於「科學」的研究指，在加勒比地區的紅樹林沼澤中，發現迄今已知最大型的細菌，不單比大多數細菌大 5,000 倍，也比巨型細菌大 50 倍，長度超過 1 厘米長！
這種在紅樹林的腐爛樹葉表面上，發現的超巨型細菌華麗硫珠菌（Thiomargarita magnifica），學名中的 Magnifica 來自法語的 magnifique，有巨大的意思。
領導該研究的海洋生物學家 Jean-Marie Volland，形容華麗硫珠菌的巨大程度，就像一個正常人遇到另一個像珠穆朗瑪峰一樣高的人。
其實團隊早在瓜德羅普（Guadeloupe）發現華麗硫珠菌，當時團隊成員之一的 Olivier Gros，在當地尋找利用硫產生能量的細菌。然而，當他將沼澤水樣本倒入培養皿時，用肉眼發現到似粉絲的物體，附在樹葉和泥土上飄蕩。
10 多年來，團隊不斷用顯微鏡觀察這種奇怪的小原核生物，並用螢光、X 光和基因組測序分析，確認華麗硫珠菌實際上是一種巨大的單細胞細菌。
研究表明，華麗硫珠菌有幾種奇怪機制，解釋到該細菌如何突破理論上可能的大小極限。
生物學家一直將生命分為原核生物和真核生物兩類，前者包括細菌和被稱為古菌的單細胞微生物，後者則包括從酵母到人類在內的各種形式多細胞生命。原核生物具有自由飄浮的 DNA，而真核生物則將其 DNA 包覆在細胞核中。真核生物還將各種細胞功能劃分稱為細胞器的囊泡，並能將分子從一個隔間移到另一個隔間，這都是原核生物無法做到。
然而，華麗硫珠菌卻是人類已知的第一種，也是唯一一種以真核生物的方式在與膜結合的細胞器中，明確分離其遺傳物質的細菌。
另外，華麗硫珠菌通過使用內部膜來存儲 DNA 和核糖體。由於有更多的內膜，能被分配製造細胞能量貨幣三磷酸腺苷（ATP）的蛋白質機器 —— 其他細菌沒有內膜，因此放置 ATP 生成機器的唯一位置，是包裹整個生物體的細胞包膜，但這種做法很難將能量傳輸得很遠，所以限制了大多數細菌細胞的大小。
大多數細菌的另一個限制是體積必須能夠翻倍，才能分裂成兩半來繁殖。然而，與其他細菌不同，華麗硫珠菌只是簡單地分離自身的一小部分，就可產生後代，克服了此限制。
華麗硫珠菌的基因組自然也比其他細菌大得多，共有 11,788 個基因，而普通原核生物僅有 3,935 個基因。基因分析顯示，華麗硫珠菌有一組硫氧化和碳固定的基因，換言之，該細菌依賴化學物質的氧化來獲取能量，自給自足。
作者在報告中總結時指出，雖然與細菌大小有關的確認偏差，延誤了巨型細菌的發現一個多世紀，但好明顯可能還有其他巨型細菌，隱藏在大自然中未被發現。果然 100 歲唔死都有新發現。
參考資料
Volland, J.M., Gonzalez-Rizzo, S., Gros, O., Tyml, T. & et al. (2022). A centimeter-long bacterium with DNA contained in metabolically active, membrane-bound organelles. Science 23 June 2022, Vol 376, Issue 6600, pp.1453-1458. doi: 10.1126/science.abb3634
