综述:细菌与“他者”相互作用模式的探索

【字体: 时间:2025年10月29日 来源:Biosemiotics 1.9

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  本综述聚焦细菌如何识别并与其环境中的生物与非生物“他者”相互作用,系统阐述了基于基础认知(Basal Cognition)和社会微生物学(Sociomicrobiology)的两种模式:非生物他者(物理实体)与生物他者(生命实体)。文章通过详述趋化性(Chemotaxis)、学习、记忆、亲属识别、利他行为、捕食与合作等过程,深入分析了细菌的相互作用模式,并为微生物躯体自我(Microbial Bodily Self)的存在提供了有力论据。

  
细菌与“他者”:微观世界的复杂对话
在我们肉眼难以窥见的微观世界里,细菌并非孤立存在。它们持续不断地感知并回应着周围环境中的各种实体,这些实体可以被统称为细菌的“他者”。这篇综述文章深入探讨了细菌与“他者”相互作用的复杂模式,揭示了单细胞生命形式令人惊讶的认知与社会能力。
两种模式的“他者”
细菌所面对的“他者”主要可以分为两大类。第一类是非生物他者,即细菌生活环境中的物理化学实体,例如营养物质、毒素、pH值变化、温度梯度等。第二类是生物他者,包括其他细菌(无论是同种还是异种)、古菌、真核微生物以及多细胞宿主等生命实体。区分这两种模式是理解细菌复杂行为的基础。
与非生物他者的互动:基础认知的体现
细菌感知非生物环境的能力是其生存的关键,这一过程体现了基础认知 的雏形。
  • 趋化性:这是最经典的代表。细菌能够通过细胞膜上的受体感知化学物质的浓度梯度,并引导鞭毛运动,趋向有利物质(如营养物质)或逃离有害物质(如毒素)。这本质上是一种基于感知-行动循环的简单决策过程。
  • 学习与记忆:研究表明,细菌能够对反复出现的环境刺激做出适应性改变,表现出某种形式的“学习”。例如,预先暴露于亚致死浓度的抗生素可能会使细菌对该抗生素产生更强的耐受性,这类似于一种细胞记忆。
    这些过程表明,即使是单细胞生物,也拥有应对环境挑战的复杂信息处理机制。
与生物他者的互动:社会微生物学的舞台
细菌与生物他者的相互作用更为复杂多变,构成了社会微生物学 研究的核心。
  • 亲属识别:细菌能够区分“自我”与“非我”。它们通过特定的细胞表面分子或分泌的信号分子来识别亲缘关系相近的个体。这种识别能力是后续社会行为的基础。
  • 合作与利他行为:在识别亲属的基础上,细菌会表现出合作行为。最典型的例子是群体感应,细菌通过分泌和检测自诱导物来协调群体行为,如生物膜的形成、发光、毒素分泌等。在生物膜中,有些细菌甚至可能表现出利他行为,例如,一些个体产生公共物品供群体共享,或某些细胞在压力下自我裂解以造福群体。
  • 捕食与竞争:细菌界也存在着捕食者(如蛭弧菌)和激烈的种间竞争。它们会分泌细菌素等物质来抑制或杀死邻近的非亲缘细菌,争夺资源和生存空间。
迈向微生物的“躯体自我”
通过详细分析细菌识别和应对生物与非生物“他者”的多种模式——从趋化性到群体感应,从学习记忆到亲属识别与合作——这篇综述提出了一个更深层次的观点。这些复杂的相互作用模式强烈暗示,细菌作为一个独立的生命单元,可能拥有一种最基本的身份认同感,即 微生物躯体自我 的雏形。这意味着细菌并非仅仅是对环境刺激做出被动反应的生化机器,而是能够主动区分自身与外界,并基于此进行决策的生命体。对这一概念的深入探索,将重新定义我们对生命智能起源和微观世界复杂性的理解。
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