世上“最早、最小农夫”

lingmulin

（文/Ed Yong）为了获取食物，农夫在土壤中播种培植我们的口粮，不仅是人类会种植，一种单细胞动物也会播种培育食物，这种单细胞动物就是“粘菌”，它可以说是这个世界上最小的农夫了，作为农夫它播下的不是植物种子，而是细菌种子。世界上会种植业的有人类、蚂蚁和白蚁，现在这个名单上也要排上粘菌。
. Z: V& |/ F+ `* i粘菌，Dictyostelium discoideum属，研究它们的科学家都亲切称之为Dicty。Dicty大部分时间都以单个细胞形式存在，在寻找食物（细菌）的时候会变形伸出它的伪足。当粘菌把周遭的细菌都吃完的时候，单个的粘菌会慢慢聚集起来形成一个团块。当这群粘菌找到一个肥沃的土地时，它们会向上延伸，形成一个一个带杆的孢子球。有风吹过的时候，孢子就随风散落，重新形成新的粘菌开始新的生命周期。
$ h; V# N4 ]! T! D4 `早在几十年前，科学家们就已经了解了粘菌的生活周期，但是还有些未解之谜。Rice大学的Debra Brock从佛吉尼亚和明尼苏达捕获了35个野生粘菌。Debra Brock发现，有1/3的粘菌团块和孢子携带着细菌。粘菌可以携带多种不同的菌种，其中半数以上的细菌是粘菌食谱上的座上宾。当孢子落在新的土地上时，细菌也随着在新的土地上繁殖，而大量繁殖的细菌成为粘菌的口粮。
4 i9 ~$ K& Z5 T  _6 O+ d8 d8 {Debra Brock为了了解这个生活史，将粘菌孢子放入无菌的培养基中，她发现粘菌表现很好。粘菌会把随身携带的种子细菌散播到无菌培养基中，这些细菌就是它们储备的粮食。如果粘菌孢子没有携带细菌，那么它们会继续在孢子中静待时机，等待可以播种的时机。而在自然界，无菌的土壤十分少，因此粘菌可以携带他想要的细菌。这是粘菌自己准备的食物，就算它们落在没有它们吃的细菌的土壤上，也会释放携带的细菌，让细菌繁殖，养活它们。粘菌是一名挑剔的食客，正因为此它会自己准备爱吃的食物随身携带。
0 B5 w: B9 h- _& i相比人类、白蚁和蚂蚁，粘菌的园艺工作似乎更被动消极。因为它们在播种后不会施肥，可以说完全是吃饭靠天。相反，人类会给作物施肥，蚂蚁和白蚁也会用叶子来培育播种的食物。
; f0 q; L* ], h4 W2 N不过，粘菌与蚂蚁之间还是有很多相似之处。两者都是为近亲属的后代培育花费了大量的心血。对于粘菌而言，这一点很重要，如果它们不黏在一起，一起劳作，那么群体中可能有一些吃白食的家伙窃取别人辛苦劳作的食物。粘菌黏在一起就能确保它们的后代获得相同的好处。
3 r6 ?& V6 z4 [& {* oDebra Brock发现1/3的粘菌会携带细菌，十分有趣的是，这1/3的粘菌与其他粘菌相比并没有什么不同。但是这1/3是很特殊的，Debra Brock把整个群体中的粘菌用抗生素处理，让所有的粘菌都失去细菌，然后来观察粘菌携带细菌的能力。结果发现，仍旧只有原来携带细菌的粘菌能再次携带细菌。
$ Z0 O9 n1 N  X- ]( U  f4 Q. O疑问来了，既然细菌是粘菌的食物，为什么只有1/3的粘菌能携带呢？Debra Brock很快找到答案，她把孢子群放入到铺满细菌的培养基中，结果发现小农夫表现糟糕。它们几乎没有进入新的生命周期。
7 N: J- ?, l- I9 s8 ^* cBrock认为粘菌群体中的“农夫”承受着一些痛苦。只有在粘菌遭遇缺衣少食的环境的时候，粘菌才会团结在一起形成孢子。而为了能在新环境中播种，“农夫”不能吃光所有的细菌，必须要保留部分，而其他非农夫的同伴却能吃光自己周围的细菌。只有在短缺食物的环境下，农夫才能发挥作用，播种细菌提供食物。一旦在富饶的土地上，农夫的地位就变得不重要。因此说，对粘菌来说农业是一把双刃剑。
) W" q+ g( Q: u+ W$ T, b在其他类型的动物农艺中，农夫与作物有时相互依存。比如说，有些蚂蚁可以播种真菌，没有蚂蚁这些真菌不可能生存，在海里一种小雀鲷可以培育一种独一无二的海藻，没有小雀鲷，海藻不可能生存。相反，粘菌的农艺与众不同，它们与细菌并不相互依存，没有粘菌细菌照样可以生活得很好。
这也许是因为，粘菌可播种的细菌种类实在太丰富。对细菌来说，被粘菌农夫捕获不见得是个坏事，它们可以随着粘菌去一个新的地方。对于很多细菌来说，搭粘菌的便车去新的地方有助细菌们的发展。
% I* C8 [) z3 k* w1 Y$ c+ x现在，没有人知道粘菌会农艺已经有多长时间了。为了找到答案，Brock会研究其他粘菌，观察它们是否也会农艺。如果其他粘菌都会这一技艺，那么表明粘菌的祖先就会农艺，那么粘菌将是世界上最早的“农夫”。
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* i% O# i7 ^8 l- O8 N- X博主介绍：Ed Yong，著名科学作者。他白天在英国癌症研究中心上班，晚上回家写他自己的科普博客Not Exactly Rocket Science。他的文章被众多知名刊物采用，包括New Scientist, Nature, the Economist, the Guardian, the Daily Telegraph以及SEED等。