像噬菌体这样的生物看起来像机器人。真的是天然的吗?
我们不知道宇宙中存在着怎样不可想象的生命形式。对于地球上的生命来说,这已经足够令人惊奇了。各种动物,各种植物,无数的细菌和病毒,生命以不同的形式存在,每一种生命的存在都显示出独特的智慧。
生物学的越深,越会觉得生活太有设计感了,它们太微妙了。特别是一些微小的生命,如果我们能清楚地看到它们的样子,一定会加深我们心中的这种看法,因为它们的样子是那么有设计感,像一个小机器人。
这个外表像机器人的小生物其实是噬菌体。
生物名词噬菌体对大多数人来说有点陌生,但并不是什么稀罕的东西。它无处不在,甚至在我们每个人身上。噬菌体是一种病毒。从它的名字可以看出,它是一种可以攻击细菌的病毒。
当然,噬菌体之所以攻击细菌,主要是为了自身的生存,因为噬菌体本身就是典型的寄生病毒。什么是寄生病毒?也就是说噬菌体不具备独立生存的能力。它只能寄生在细菌内部才能生存。它的生存依赖于细菌,它的繁殖也依赖于细菌。很多人第一次看到细菌的时候并不认为它是一种生物,因为它看起来像一台机器,充其量是一个机器人。
一个是噬菌体本身真的很像机器,一个是我们看到的只是模式图,和物理图不一样,所以看起来更机械化。值得注意的是,噬菌体的结构其实不止上面看到的这个,只是上面这个更常见,最像机器人。
这种常见的噬菌体结构可以分为两部分,上半部分是正二十面体的头部,下半部分是尾部。尾部由与头部相连的尾领、柱状尾鞘、尾鞘内的尾浆、尾鞘下部的六边形尾板、尾板下方的尾针和像腿一样的尾丝组成。除了这种常见的形态,噬菌体还有两种常见的形态,一种是简单的二十面体头无尾,另一种是线状体。
噬菌体是如何产生这种机械外观的?
显然不会是人类设计的。人类的历史距离南方古猿的时代只有300万年左右,而噬菌体已经存在上亿年了。当然,噬菌体看起来像机器也不是没有原因的。先说它的头。噬菌体的头部是正二十面体。对于多面体来说,正多面体显然是最容易搭建的,所以为了方便,人类在制造机器的时候肯定会把机器设计成正多面体。作为结构简单的病毒,自然会选择这种最简单的结构来造体。
那么为什么是正二十面体呢?因为正多面体只有5种,分别是4,6,8,12和20面多面体,而20面多面体最接近圆,也就是说在相同材料下正20面多面体的体积最大。本着少花钱多办事的原则,噬菌体这样生长是理所当然的。
至于噬菌体的尾部结构,是为了能够牢牢抓住细菌,但是噬菌体没有细菌是无法生存的。
为什么噬菌体必须依靠细菌才能生存?噬菌体作为一种病毒,并没有完整的细胞结构,它的头部只含有单一的核酸,所以噬菌体依靠自己的尾巴来捕捉细菌,然后通过尾刺将头部的核酸物质注入宿主体内。
噬菌体的核酸物质进入细菌后,会对细菌进行重新编程,在细菌内产生新的噬菌体颗粒。这些噬菌体颗粒最终将组装成许多新的噬菌体,然后细菌的生命将走到尽头。随着细菌的溶解,细菌中的噬菌体会被释放出来寻找新的宿主。其实噬菌体的几何和机械形状不是谁设计的,只是遵循基本的数学规律。就像世界上所有的生命形式一样,每个人都遵循着世界的客观规律。