在我們生活的地球上,微生物無處不在,在任何環境下都能發現它們的痕跡。微生物的種類遠超陸地海洋生物種類之和。生存能力遠超其它物種,某種意義上來說,它們才是地球真正的主人。
微生物有的簡單有的複雜,但其中最令人驚嘆的大概是硅藻。它們是單細胞的自養生物,矽質外殼讓它們看起來就像珠寶一樣。硅藻分布及其廣泛,不管是海洋、淡水、汽水、泥土及潮溼的表面上均可發現。
形態各異的硅藻
在硅藻中有一種藻類極其奇特,它們就是棍形藻(Bacillaria)。
棍形藻是一種由多個細胞連接成豬排狀,並進行細胞間相互滑動的硅藻。它們最奇特的地方就在於它們的運動方式。
棍形藻的運動就像微生物界的天鵝湖。
奇異棍藻
棍形藻的運動既怪異又協調。先縮成一團就像是聯排竹筏一樣,然後組成竹筏的每根竹子沿著旁邊竹子的邊滑動出去。讓人過目難忘。
其實棍形藻被人類認識已有很長時間。第一個記載棍形藻運動的人是1783年Otto Friedrich。他將這種會運動的生物稱之為「釘形動物」(peg-animal)。在他看來這是由一群釘形生物組成的團聚組織,每個釘子裡面存在黃色生物。當這些生物活動時,外面的釘子開始滑動,接著是它們的鄰居,直到滑成一直線。
Otto Friedrich
基於觀察,穆勒提出了問題,它到底是一個生物還是由多個生物組成的?如何協調出這麼複雜的運動?是動物嗎?由於當時人類認知局限,認為能進行此類複雜運動的一定是動物,因此給它命名帕希利佛孤菌(Vibrio paxillifer)。
後來經過科學家研究發現這類動物其實不是動物,每個釘子都是獨立個體,只是組成在一起。因此重新命名為帕希利佛棍形藻(Bacillaria paxillifer)又稱奇異棍形藻。
每個棍形藻群落實際是同個細胞分裂組成的多細胞生物,每個細胞的中縫會爬出一種粘性物質使它們同臨近的細胞相連。
棍形藻的運動受光照所影響,白天主要保持伸展狀態,而在早晨或傍晚,就會進行伸展和收縮運動。
儘管經過多年研究大致了解了棍形藻的運動機制,但還是一系列問題等待破解。例如群體間沒有明顯的通信方法,如何知道它們旁邊細胞的位置呢?科學家還提出,或許藉助了解棍形藻滑動機制的研究,可以用於微流控晶片的開關等場景。
微流控晶片
無論大小,自然界的藝術美一直是科學發展的靈感,隨著我們越了解棍形藻,越發折服於自然的美麗和魅力。