知道嗎？微生物的性別多達720種！

文 錦鯉 圖flickr

一提起性別，人們首先想到的，就是人類有男女之分，動物有雌雄之別，仿佛世間肉眼可見的生物，都能被分為兩性群體。那么，常被人類忽略的，需要借助顯微鏡等工具，才能看清具體樣貌的細菌、真菌、黏菌等微生物，它們的世界，也有性別之分嗎？

早在1945年，年僅19歲的醫學院學生萊迪堡，發現了一個驚人的現象：細菌之間也會發生遺傳物質的交換。具體來說，就是一個細菌內的DNA，會轉移到另一個細菌中去，并與后者發生交換。萊迪堡將這種現象稱為“細菌的接合生殖”，這種類似性行為的過程，包括兩個細菌的連接和基因的混合。

到了1946年，列德伯格和塔圖姆在大腸桿菌K12株中，發現了細菌的接合作用。即以大腸桿菌為例，辨別其“性別”的方法，就是看其是否含有F質粒。F質粒是雄性決定因子，所以F+細胞又叫雄性細胞，與此相應的F-細胞則叫做雌性細胞。F+細胞的表面可以形成一種叫做性須（pilus）的結構，它促進雄性細胞同雌性細胞進行配對。在合適的條件下，將雄性細胞和雌性細胞混合培養，就能形成雌-雄細胞。

通常情況下，有性生殖都離不開雌雄細胞的結合。所以，細菌接合生殖的發現，可以說是最原始的性別分化，意義非同尋常。因為對于進行無性生殖的生物來說，由于基因組缺少變異，所以難以應付環境的變化。但只要基因能夠在個體之間進行交換，增加遺傳組成的多樣性，就能給生物帶來更多的生存可能性——這正是性別出現的意義。

在神奇的微生物世界，黏菌作為性別多樣化中的佼佼者，打破了人類對性別的常規分類，展示了微生物獨特的生存魅力。多頭絨泡菌作為黏菌的代表，性別有720種之多，種類繁多到令人無法想象。

多頭絨泡菌常生活在腐爛的樹葉、木頭等陰涼潮濕的環境中。它們熱愛集體行動，經常聚集成一個肉眼可見的巨大黃色網狀物，甚至還可以在物體的表面上爬行。

多頭絨泡菌的交配方式極為奇特。它們首先會向空氣中釋放出孢子，讓孢子隨風飄走。孢子如果最終落到潮濕的環境里，會變成變形蟲細胞；如果落到水里，會萌發成鞭毛細胞。這些單倍體細胞就像人類的精子和卵子，可以融合，產生類似有性生殖的行為，即產生二倍體細胞核。但是，決定它們是否能融合的，是它們的性別。

多頭絨泡菌孢子的性別由線粒體DNA上的3個基因——matA、matB、matC決定，它們有不同的版本（等位基因）。matA有16個版本，matB有15個，matC有3個。因此，3個基因互相組合，多頭絨泡菌共有720（16＊15＊3）種性別！當這3個基因都不同時，兩個多頭絨泡菌的孢子發育成的細胞就會融合。相當于1種性別能和另外420種性別進行配對。而有意思的是，有些性別個體可能會發生“起義”，即基因突變，那么最后的結果就是配對失敗，無法完成繁殖。

多頭絨泡菌繁多的性別已經超越人們的想象，更神奇的是，它們沒有嘴和眼睛，卻能找到食物；沒有大腦，“學習”走出迷宮卻毫不費勁；即使把它切成兩半，它們短時間之內還能“自愈”。

日本北海道大學的淳泰羅曾做過一個著名的燕麥片實驗。他先將燕麥片放在一個潮濕表面的不同點位上，模擬東京周圍的各個城市；然后讓多頭絨泡菌從中心向外生長，一段時間后，人們能看到該黏菌進行自我組織、向外擴散并形成一種網絡，這種網絡不管是功效、可靠性，還是成本，都堪比真實世界的東京鐵路網！這一實驗反映了多頭絨泡菌擁有強大的計算和移動能力，能夠形成復雜的網絡系統。無數科學家寄希望于能更進一步揭開它神秘的面紗，將它生存的智慧開發應用于現實世界中，造福人類社會。

左右兩頁圖皆為多頭絨泡菌，它性別繁多，在鏡頭下呈現出不同姿態。

大自然里，性別并非只有“雌雄”之分，生物多樣化的性別意味著生存方式的多樣性和繁衍的可持續性。隨著自然密碼的不斷破解，人們在看待事物的時候更具開放的觀念與發散性思維。如若以生物為師，未來將會有更多造福人類的科技產生。