这些复杂的细菌群落以扎染形式聚集

乍一看，你眼前的琥珀和金光环可能看起来像树干的年轮。但这些放射状的带子是由意想不到的微小创造者排列的：细菌。

上周，加州大学圣地亚哥分校、斯坦福大学和庞培法布拉大学的研究人员在《细胞》杂志上发表了一篇论文，指出细菌群落（即生物膜）比以前想象的要复杂得多。研究人员发现，生物膜可以自行组织成飞镖盘状图案，这是研究人员认为只存在于植物和动物中的一种机制。

即使你从未听说过生物膜，你也一定遇到过它。一些常见的生物膜类型是池塘浮渣甚至牙菌斑，生物膜甚至可以通过覆盖金属外部并防止腐蚀来保护沉船。根据该论文，新研究中强调的环状图案是生物膜氮应激反应模式的结果。细胞生长需要氮，虽然氮很容易被生物膜边缘的细胞利用，但靠近中心的细胞却很少利用氮。

氮的缺乏使细菌挨饿并引发应激反应。生物膜内部更高的代谢压力导致细胞释放孢子或幼菌，用于在恶劣条件下生存。饥饿、应激和孢子形成循环中的每个阶段都被“冻结”在时间和地点，形成生物膜不同细胞类型的同心环。

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研究人员在论文中提出，以这种方式形成年轮遵循“时钟和波前过程”。在这种情况下，“时钟”即氮应激反应模式，创造了不同阶段的细胞类型组织。“波前”是一种组织类型与另一种组织类型的分界线。这是一种类似的机制，可以形成人类脊柱的每个部分或植物的根部。

加州大学圣地亚哥分校分子生物学教授古罗尔·苏埃尔 (Gürol Süel) 在新闻发布会上表示：“我们发现生物膜比我们想象的要复杂得多。显然，细胞在空间和时间上自我分割的能力并非植物和脊椎动物才有，可能可以追溯到十亿年前。”

这些发现可以帮助研究人员更好地了解植物和动物的时钟和波前机制，因为细菌在研究环境中更容易操作。

“有了细菌系统，我们就能提供一些在脊椎动物和植物系统中难以获得的答案，”Süel 在新闻稿中说道。“细菌提供了更多可供实验的系统，可以为开发领域提供新的见解。”