如果將噬菌體也算作生命的話，它們的數量無疑是生物界最多的，估計達到了10^31個，大海中70%的細菌都感染了噬菌體。那麼作為構造極簡單的原核生物，細菌是如何對抗這些微小且致命的殺手的呢？
讓人直覺上很難理解的是，今天的故事中就包含著你我為什麼會生存與死亡的秘密。
輕裝上陣約等於無敵
一個有趣的知識——要知道，我們並不是細菌進化來的，我們與細菌沒有直系親緣，這麼小而突變率如此高的生物36億年來都一直沒有給自己一場革命，是因為它們的輕裝上陣戰略過於成功。
還記得我們中學生物中學過的兩個名詞嗎？“外顯子”與“內含子”，其中內含子是沒有直接意義的沉默DNA片段，目前已發現DNA總量最多的植物是衣笠草，含有約1490億個鹼基對，其中有超過98%的都是內含子。
但細菌卻完全不是這樣，已知基因組最大的細菌是堆囊菌屬(Sorangium)，它們擁有1303萬個鹼基對，差了足足一萬倍。細菌的DNA是環狀的且沒有內含子，每一個鹼基都是有意義的。它們的體積是如此的小，通常只有真核細胞的一萬分之一到十萬分之一；它們繁殖速度又是如此之快，理想狀態下一枚細菌分裂36個小時後就能鋪滿整個地球表面一尺厚。
內含子在真核細胞中的大量積累與一個可以瘋狂複製自己的“跳躍基因”有關，真核細胞的對抗策略是進化出細胞核，阻止“跳躍基因”與核糖體接觸，而細菌對抗跳躍基因的方法則更加簡單有效——它們完全沒有任何能力抵抗“跳躍基因”，染之必死。但因為體型極小繁殖極快，所以可以快速迭代淘汰不利性狀，就算一個菌落中99%的個體都受到了汙染，依然有少數細菌可以逃出生天。
寧為玉碎，不為瓦全
在對抗噬菌體的時有兩套方案，細菌自身有一套對抗噬菌體的名為CRISPR-Gas系統，可以將噬菌體的基因切割下來整合在自己的DNA中，有了備案之後細菌就可以針對性地合成切割噬菌體DNA的蛋白質和在細胞壁上防禦噬菌體入侵的蛋白質。
但是呀，雙拳難敵四手。噬菌體一旦搞起“毒海戰術”來，細菌的防禦機制瞬間變得形同虛設。有一類噬菌體的一次感染能釋放幾百甚至上千個複製體，被稱為烈性噬菌體。
一旦烈性噬菌體在密集的細菌群落中降落，就會引發一場類似核裂變的鏈式反應，指數級增長的噬菌體鋪天蓋地，每個細菌都會被數百個噬菌體圍攻，沒有一絲希望。
面對這種極可能導致徹底“亡族滅種”的噬菌體“喪屍危機”，細菌唯一能依靠的還是看家本領——輕裝上陣，快速繁殖。你噬菌體不是很厲害麼？不是要團滅我細菌麼？好！
寧為玉碎，不為瓦全！在你們吞噬我們之前，我們就先消滅自己！
被細菌感染並死亡的細菌會釋放一種特殊的蛋白質，其它細菌收到蛋白質後會有兩個不同的應對機制：營養豐厚的細菌會將所有資源投入到發育孢子中，而其它細菌會分泌一類被稱為胱天蛋白酶（Caspases）的物質“自行了斷”，這種蛋白質將從內部拆散細胞骨架，讓細菌凋亡。
沒有了活體細菌，噬菌體根本無法複製，鏈式反應也就此中斷，當隨著時間推移，噬菌體們散去後，繼承了先烈遺志的孢子們紛紛成長，給細菌帶來了新的希望。
這就是生命史上可能最早的自殺行為，也是最慘烈的求生讚歌。
凋亡給我們生，也讓我們死
所以，這與我周樹人又有什麼關係？當然有關係了，事實上我們真核生物最重要的技能之一就是細胞凋亡。我們能長成這個樣子，都是因為在發育過程中體細胞有規律的遷移與凋亡，如果在發育中我們手部不能正常凋亡，我們的指頭就無法分開，會長成鴨子一樣的蹼。
不僅如此，就算是在成年的個體向上凋亡也在無時無刻地工作著，我們的頭髮與皮膚、指甲都是死細胞堆積而成的，這些細胞當然不是衰老死亡，而是在凋亡的調節下源源不斷地成長為“炮灰”，可以說，沒有凋亡機制就不可能存在複雜生命。
可既然在意料之外，又在情理之中的是——
我們的凋亡機制是直接調用細菌的，準確來說，是20億年前進入真核細胞中的那枚古細菌的後代——線粒體。我們的細胞在收到信號蛋白後，會傳遞給線粒體信號，線粒體就會分泌胱天蛋白酶，熟練地將細胞拆解，就像37億年間一直操作的那樣。
現在高度發達的生物學正在向我們揭示，衰老並不是單純的老化，很可能與細胞的凋亡機制出現失衡，過量消滅正常細胞有關。
凋亡——這把誕生與菌毒之戰雙刃劍，給我們帶來了生的希望，也帶來了死的結局，所以生死相依，生生不息是也。我是酋知魚，一條熱愛生命的科學作者，歡迎關注！
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