生命大趋势 从生物多样性到人类文明的未来

细菌真的能区分不同物种吗？ 对高等动植物来说，生物种的概念是这样的：“一群可以交配并繁衍后代的个体，但与其他生物不能进行基因的交换。”换句话说，一个物种应该与其他与其关系较近的动物或植物之间存在生殖隔离。这种隔离可以由远距离产生，也可以由无法交配或交配后无法生育后代而产生。不论原因为何，其结果都是一致的，即不同物种之间无法进行基因的交换。在理想状况下，物种是动物或植物的集合，它们会完全独立地随时间演化，在进化树上不断靠自己进行发展。来自物种之外的基因无法进入这个物种，无法影响这个物种的个体外貌，也无法改变这个物种的发展道路。从哲学角度来看，生物种的概念完美无缺，也一直适用于大部分动植物。但不幸的是，这一概念放在细菌的世界里似乎就不那么合适了。细菌可以在不同种类之间进行基因的交换，就连人类*常见的大肠杆菌，也有大约25%的基因来自其他物种。 所以很遗憾，我们无法使用大家普遍已经接受的生物种概念来给细菌分类。如果你能广泛地获取基因，那你就拥有了无限的潜力，可以去做新的有趣的事情。但在你获取这些基因后，你就可能突然与自己的祖先完全分道扬镳了。细菌似乎没有进化树，没有亲缘关系，它们有的，仿佛只是穿越时间的能力，它们的进化模型也更像一张连接紧密的网。不过，细菌 很重要，它们是生物世界一个重要的家族，如果我们想要了解它们，就必须找到有效的办法来对它们进行分类。 细菌能引发人类疾病这一事实的发现，也促使医学界不得不寻找方法对细菌进行鉴别和分类。在医疗环境下，能否正确鉴定细菌很可能事关生死。有些细菌仅凭形状和颜色就很好区分，比如螺旋状的螺旋体、小球状的球菌，或者细丝状的蓝细菌。但绝大部分细菌其实都是小杆状的，在外观上几乎没有什么不同。在鉴别细菌时，一项重要的测试就是细菌对特定染色剂的反应。通过观察细菌细胞壁的染色情况，我们能轻易鉴别出革兰阳性菌和革兰阴性菌。另外，一些生化实验和营养实验也是鉴别细菌的常用方法。将未知细菌培养在装有不同培养基的培养皿中，你就能判断出它的类别。这些手段可能无法让你画出清晰的进化树模型，但已经足够对细菌进行鉴别分类了。如今，通过实验积累所得的DNA 数据，我们还能探寻基因的来源，研究基因中那些不易变化的特征。这些研究也许还不足以让我们给不同物种的细菌下一个清晰的定义，但人类终会为它们找到更合适的分类方法。更重要的是，这样的研究还为我们带来了一个重大的惊喜——所谓的细菌家族，其实包括了两个截然不同的分支！