進化論面臨挑戰!最新研究發現,適者生存的法則在微生物界不成立

2020-08-21     新晴說科技

原標題:進化論面臨挑戰!最新研究發現,適者生存的法則在微生物界不成立

物競天擇,適者生存,是達爾文在進化論中提出的著名理論。物競,指的是物種之間的競爭,天擇,指的是自然的選擇。一種生物,必須贏得生物間的競爭,同時必須適應自然環境,才能存留下來,這是自然界中鐵一樣的法則。

比如,最近網絡上最「火」的魚,清道夫。這是一種入侵物種,繁殖速度非常快,相比其他魚類,它的生存能力超強。它們在魚類競爭中很容易占上風,很容易搶奪其他魚類的資源,破壞生態平衡。清道夫這種魚就是「物競天擇」中的勝者,如果我們不加以干預,最後的情況可能是其他大部分魚類都消失,只有清道夫存留下來。

適者生存的法則,也許只能在宏觀生物界奏效,微生物界可能「不歸達爾文管」。最近,哥本哈根的一項微生物研究表明,對於細菌群體來說,「最友好的生存」要比「適者生存」更重要,它們更願意協同合作,而不是相互競爭。

研究人員發現,不同種類的細菌,願意為彼此騰出空間,如果能使整個細菌群落受益,它們甚至會犧牲自己的一部分資源。這種情況在清道夫和其他魚類之間,是不可能出現的。這一發現,為理解複雜的細菌相互作用,也為人類各種疾病開發各種新的治療模式邁出了重要的一步。

這次研究表明,細菌寧願聯合起來對抗抗生素等外部威脅,也不願相互對抗。這份報告最近發表在科學出版物《ISME》雜誌上。多年來,研究人員一直在研究細菌組合在一個封閉的區域內是如何表現的。在研究了數千種組合之後,他們發現不同種類的細菌會為了生存而合作,這些結果明顯與達爾文在進化論中所說理論的相矛盾。

「在經典的達爾文思想中,所有的生物,為了生存必須競爭。最適合的物種生存下來,那些不太適合會被無情地被淘汰,滅絕。然而,當涉及到像細菌這樣的微生物時,我們的發現揭示了新的生存法則,」生物微生物學家約翰內斯·倫森(JohannesRensen)教授解釋道。

在研究過程中,研究人員通過從一小塊玉米殼中分離出細菌,得以調查細菌競爭或合作生存的程度。細菌菌株是根據它們一起生長的能力來選擇的。研究人員測量了細菌生物膜,這是一種黏稠的保護層,可以保護細菌免受抗生素或捕食者等外部威脅。當細菌健康時,它們會產生更多的生物膜,變得更強,更有彈性。

經過多次實驗,研究人員觀察到了同樣的結果:在生物膜生產方面,細菌群落中生存能力最強的細菌生產的生物膜相對非常的少,它們會讓其中最弱的細菌來生產最多的生物膜。這樣一來,整個群落都得到有效的保護,而且弱者不會被強者吞噬。同時,研究人員可以看到,細菌通過關閉不必要的機制,與鄰居分享資源,並將繁重的任務分割開來。

「我們的新研究表明,細菌群落中的各種細菌以結構化的方式組織自己,分配工作,甚至互相幫助。這意味著,我們可以通過觀察找出哪些細菌相互合作,哪些細菌可能相互依賴。」約翰內斯·倫森解釋道。

研究人員還調查了細菌單獨與其他細菌在一起時的特性。「細菌把我們對群體協同作用和靈感的理解帶到了一個完全不同的層面。它們會在鄰居身上產生一些屬性,通過這種方式,一組細菌可以表達單獨存在時不可能的特性。」也就是說,一些細菌只有在與其他細菌協同合作的時候,才會表現出某種特定特性。「當它們在一起的時候,全新的功能會突然出現。」約翰內斯·倫森解釋道。

了解細菌是如何在群體中相互作用的,有可能在生物技術領域開闢一個全新的領域。當今的生物技術絕大多數是基於單一的生物體。這與自然界的情況形成了鮮明的對比,自然界中所有的過程都是由有機體的合作聯盟來管理的。我們必須向大自然學習,並提出解決方案,以在未來挖掘生物技術的巨大潛力。

文章來源: https://twgreatdaily.com/A_WyEHQBd8y1i3sJCp9L.html