知道吗？微生物的性别多达720种！

文 锦鲤 图flickr

一提起性别，人们首先想到的，就是人类有男女之分，动物有雌雄之别，仿佛世间肉眼可见的生物，都能被分为两性群体。那么，常被人类忽略的，需要借助显微镜等工具，才能看清具体样貌的细菌、真菌、黏菌等微生物，它们的世界，也有性别之分吗？

早在1945年，年仅19岁的医学院学生莱迪堡，发现了一个惊人的现象：细菌之间也会发生遗传物质的交换。具体来说，就是一个细菌内的DNA，会转移到另一个细菌中去，并与后者发生交换。莱迪堡将这种现象称为“细菌的接合生殖”，这种类似性行为的过程，包括两个细菌的连接和基因的混合。

到了1946年，列德伯格和塔图姆在大肠杆菌K12株中，发现了细菌的接合作用。即以大肠杆菌为例，辨别其“性别”的方法，就是看其是否含有F质粒。F质粒是雄性决定因子，所以F+细胞又叫雄性细胞，与此相应的F-细胞则叫做雌性细胞。F+细胞的表面可以形成一种叫做性须（pilus）的结构，它促进雄性细胞同雌性细胞进行配对。在合适的条件下，将雄性细胞和雌性细胞混合培养，就能形成雌-雄细胞。

通常情况下，有性生殖都离不开雌雄细胞的结合。所以，细菌接合生殖的发现，可以说是最原始的性别分化，意义非同寻常。因为对于进行无性生殖的生物来说，由于基因组缺少变异，所以难以应付环境的变化。但只要基因能够在个体之间进行交换，增加遗传组成的多样性，就能给生物带来更多的生存可能性——这正是性别出现的意义。

在神奇的微生物世界，黏菌作为性别多样化中的佼佼者，打破了人类对性别的常规分类，展示了微生物独特的生存魅力。多头绒泡菌作为黏菌的代表，性别有720种之多，种类繁多到令人无法想象。

多头绒泡菌常生活在腐烂的树叶、木头等阴凉潮湿的环境中。它们热爱集体行动，经常聚集成一个肉眼可见的巨大黄色网状物，甚至还可以在物体的表面上爬行。

多头绒泡菌的交配方式极为奇特。它们首先会向空气中释放出孢子，让孢子随风飘走。孢子如果最终落到潮湿的环境里，会变成变形虫细胞；如果落到水里，会萌发成鞭毛细胞。这些单倍体细胞就像人类的精子和卵子，可以融合，产生类似有性生殖的行为，即产生二倍体细胞核。但是，决定它们是否能融合的，是它们的性别。

多头绒泡菌孢子的性别由线粒体DNA上的3个基因——matA、matB、matC决定，它们有不同的版本（等位基因）。matA有16个版本，matB有15个，matC有3个。因此，3个基因互相组合，多头绒泡菌共有720（16＊15＊3）种性别！当这3个基因都不同时，两个多头绒泡菌的孢子发育成的细胞就会融合。相当于1种性别能和另外420种性别进行配对。而有意思的是，有些性别个体可能会发生“起义”，即基因突变，那么最后的结果就是配对失败，无法完成繁殖。

多头绒泡菌繁多的性别已经超越人们的想象，更神奇的是，它们没有嘴和眼睛，却能找到食物；没有大脑，“学习”走出迷宫却毫不费劲；即使把它切成两半，它们短时间之内还能“自愈”。

日本北海道大学的淳泰罗曾做过一个著名的燕麦片实验。他先将燕麦片放在一个潮湿表面的不同点位上，模拟东京周围的各个城市；然后让多头绒泡菌从中心向外生长，一段时间后，人们能看到该黏菌进行自我组织、向外扩散并形成一种网络，这种网络不管是功效、可靠性，还是成本，都堪比真实世界的东京铁路网！这一实验反映了多头绒泡菌拥有强大的计算和移动能力，能够形成复杂的网络系统。无数科学家寄希望于能更进一步揭开它神秘的面纱，将它生存的智慧开发应用于现实世界中，造福人类社会。

左右两页图皆为多头绒泡菌，它性别繁多，在镜头下呈现出不同姿态。

大自然里，性别并非只有“雌雄”之分，生物多样化的性别意味着生存方式的多样性和繁衍的可持续性。随着自然密码的不断破解，人们在看待事物的时候更具开放的观念与发散性思维。如若以生物为师，未来将会有更多造福人类的科技产生。