人类和细菌到底谁的智商高？我想说：I服了YOU(2)

整理/本报记者 李喆

还有咖啡。咖啡因是植物在进化过程中产生的一种生物碱，它主要是对付昆虫的，很多昆虫吃了咖啡、摄入咖啡因后就会死掉。但是人类进化出代谢咖啡因的代谢系统还有受体，所以人喝了咖啡之后非常舒服。可是细菌也能感知咖啡因的存在，我们研究的一个受体就能直接结合咖啡因。所以当一杯咖啡喝进去的时候，我们还没激动起来，肠道内的细菌就会知道：我的主人今天刚刚喝了一杯卡布奇诺。

那么，细菌能不能感知寄主的存在呢？当然可以，我们实验室的一项研究发现了一个很有趣的现象。大家平常都吃草莓，有些草莓非常大，有时候这是由一种叫细胞分裂素的植物激素刺激长成的。植物激素控制植物的生长和发育，可是我们发现了一个受体组氨酸激酶PcrK，它能直接感知植物激素、细胞分裂素的存在。而且感知后它就知道：我现在生活在植物寄主体内，植物很快就要用氧化胁迫来收拾我、杀死我，所以它马上就会启动一系列抗氧化胁迫的生理代谢，对抗寄主植物对它的伤害。所以我们将这个过程戏称为“细菌也有联想能力”，它感知到了植物激素，就能联想到：我现在生活在一个非常可怕的地方，我马上就要启动适应性反应，好让自己生存下去。这就是我们平常看不见的细菌的聪明之处。

如果我们的免疫系统太弱了，就像艾滋病的别名就叫免疫缺损疾病，那病人就不能对抗微生物的感染；但是如果太敏感了也不好，像每年3月份和10月份，很多生活在北京的朋友都会因为过敏觉得痛苦。过敏是免疫系统在没有任何病原微生物或者是外界刺激的情况之下产生的反应。有些植物也会产生过敏现象，如在没有病原微生物的时候，它的叶片上就会产生病斑。好消息是这样的植物能抗病，坏消息是产量就下降了。所以，认识“自我”和“非我”的这个感知过程，是感染与免疫的核心科学问题。

此外，它也是用于工业发酵的微生物之一，大众工业产品黄原胶就是由野油菜黄单胞菌发酵而成的。大家可能觉得黄原胶也很陌生，但各位每天都要接触：如果你在脸上擦化妆品、贴面膜，如果你喝酸奶或者吃冰激凌，这些产品里都有黄原胶。不信可以看看食品的配方表，它是非常好的稳定剂和增稠剂。

大家可能会有一个疑问：人是万物之灵，是真核生物乃至细胞生物的最高进化形式。作为一种原始的单细胞生物，细菌何德何能敢和人类比拼智商？

细菌太厉害了，比人聪明很多，还有“联想力”

地球是一个“微生物的地球”，我们对细菌的认识才刚刚开始

细菌里面的天才、智商最高的细菌叫做黄色黏球菌。这种细菌非常厉害，它会吃别的细菌，智商大概接近300。大家熟知的大肠杆菌，还有一会儿会介绍的、我实验室研究的野油菜黄单胞菌，它们的智商大概超过60，基本是高智商的生物。

实际上，大部分病原微生物（包括细菌）对我们是无害的。每一个人的皮肤表面都生长着金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌，但它们和我们相安无事。甚至胃里的幽门螺旋杆菌绝大部分的时候都没有什么伤害，反而对人有一定的好处。但是如果有伤口，它们就会进入到植物和动物的体内。

细菌能不能感知温度呢？可以的。我们发现了一个受体组氨酸激酶下游的蛋白，它的酶活性会随着温度的变化降解不同的底物。显然这个蛋白就是细菌的温度计，它马上就能知道自己生活在28℃还是生活在37℃。实际上很多哺乳动物的病原细菌能够感知到自己现在生活在37℃，正好就住在人或者动物的体内。

智商中最重要的，就是感知外界环境和认识自己，一切生物都要以此为生存的首要前提。大家都知道，在人类、植物应对病原微生物的感染免疫过程当中，一旦人类或植物的免疫系统正确认识到了病原微生物，它就可以非常好地对抗病原微生物的感染。但是在这个过程中，免疫反应太弱了和太强了都不是什么好事。

细菌的智商：越“笨”的细菌越不好惹

对于真核生物和多细胞生物来说，信号感知研究是值得拿诺贝尔奖的。其实，第一个免疫识别的受体并不是在动物身上发现的，而是在植物上找到的。1995年，美国加州大学戴维斯分校的植物学家Pamela Ronald在水稻里发现了一个叫XA21的免疫受体。这样的受体可以感知病原细菌，如此水稻就可以抗病。一年以后，法国科学家Jules Hoffman和美国科学家Bruce Beutler用果蝇和老鼠作为实验材料，发现了动物感知细菌内毒素的受体，他们二位获得了2011年的诺贝尔奖。很有意思的是，Beutler和刚才说到的Ronald是表兄妹。

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