微生物|杀死赢家,地球上赌注最高的竞赛


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细菌的多样性令人难以置信:地球上也许有10亿种细菌 , 其中很大一部分都栖息在海洋中 。
尽管细菌种类不计其数 , 在海洋中兴衰了无数个世代 , 但它们却从未取得过永久的统治地位 , 即使数量众多的原绿球藻也不是生态中的统治者 , 它们和数千种远亲物种住在一起 。
迄今为止 , 单一物种或者单一种群挤占其他物种或种群的情况还是极为罕见的 。
一旦发生 , 这就意味着海洋已经失去了平衡 , 微生物的爆发性增长是灾难性的:海滩的景点都会关闭 , 海产品变得有毒 , 就连附近的空气也会变成致命的毒气 。
是什么样的秘密机制 , 使得海洋没有被一种超级细菌填满呢?为什么爆发性增长的多样性是微生物的内在特质呢?答案也许藏在细菌最小的天敌 , 也就是病毒身上 。

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病毒的演化异常敏捷 , 生命周期和基因改造的速度都极为迅速 , 这使它们成为世界上演化速度最快的捕食者 。 细菌或者微生物 , 只要数量庞大 , 就会成为病毒钟爱的猎物基地 , 而最成功的微生物则是病毒最明显的捕猎目标 。
病毒能渗透到目标细胞体内 , 靠的是它们携带的特殊的表面蛋白 。 每一种表面蛋白只对一种或者若干种微生物有效 。 如果一种病毒演化出的新的表面蛋白 , 正好对一个巨大的种群有效 , 那么这种病毒就有一个光明的前途 , 因为这意味着它会拥有一个巨大的潜在猎物基地 , 以及巨大的潜在增长率 。
这个循环具备自然选择理论的所有元素:突变、捕食 , 胜者获得巨大的生殖奖励 。
这一循环对微生物的多样性也有着巨大的潜在影响 。
海洋生物学家为这个循环取了一个名字——
“杀死赢家”

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假设海洋中发生了一次巨大的微生物爆发事件 , 看不见的细菌像乌云一般占据了蔓延数公里的海域 。 这批细菌的成功归因于它们演化出了某种特殊的环境适应力 , 但这一成功反而会使它们变成被攻击的目标 。
病毒无时无刻不在变异 , 其中一些变异能使它们攻击这一大群细菌猎物 , 渗透到增长的细菌之中 。 新出生的病毒从死去的细菌体内涌出 , 只需要几微米的旅程就能遇到下一个细菌 , 开始下一轮杀戮的循环 。

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