60年以前，卡尔 · 弗里希（Karl Von Frisch）提出蜜蜂通过8字形飞舞来传递觅得食品的信息时，曾受到怀疑和非难。1973年，这位德国生物学家因此而获诺贝尔奖。现已弄清，蜜蜂是依靠化学信号和形体动作传递信息的。依靠化学信息，蜜蜂能区分伙伴和外人，策应对闯入蜂巢者的反击，以其自己独特的方式，表现出俨然是最称职的主人。

蜜蜂借助化学物质“对话”的概念，引起了直到如今关于动物语言和认识力问题的热烈讨论。但至少蜜蜂具有初级的神经系统，体内有多种多样的不同细胞。至于低等的微生物界，直到现在才被涉及。

人们一向把细菌分泌的某些化学物质看作无关的代谢产物，看作“废弃物”而未予重视。威尔士大学的细菌学家道格拉斯 · 凯尔（Douglas Kell）认为：“细菌正是借吐出某些化学物质，才得以相互交谈”。在人们齿缝间，在污物里，沿着发臭的温泉边，细菌正在用化学信号联络亲友，结盟御敌?鸟类、哺乳动物和昆虫不是都会发出信息素以支配结伴、袭击等行动和其他群居习性的吗？

区别在于，细菌的信息十分微妙，以至直到最近几年，随着培育和研究细菌的更完善的方法的出现，才为科学研究所征服。关键技术是流动细胞计数法。凭借这种方法可以把各种细菌的细胞梳理开来。此外就是遗传工程在鉴定细菌基因上的应用，基因对发出化学信号，或对化学信号的应答能力，均系至关重要。

对细菌用化学方法对话的了解还只是刚开始。把细菌看作是按DNA中的信息自动起作用的、毫无能动性的细胞的一整套老的观念受到了非难。今日的细菌学家声称，细菌个体借化学对话，能够以跟动物界差不多复杂的方式相互配合；像多细胞生物体那样分化，呈群居性。去年5月份，在华盛顿哥伦比亚特区举行的美国细菌学学会年会上，专门讨论了细菌组成专性组织，并在该新组织中起专门作用的途径。温哥华哥伦比亚大学的朱利安 · 戴维斯（Julian Davies）说，这种情况——以前认为是不存在的，或者至少是很罕见的——对不少细菌来说或许是常规。

正在日益突出的耐药性感染问题，使发表的此类言论更具有新闻价值。按照推测，受挫的细菌病原体强烈复原，导致易传染的霍乱传染病和肺结核的再起，对作为耐药性基础的遗传变异进行的研究，获得了全新的重要意义。至今理所当然地一直把注意的中心集中在DNA上。细菌异常善于适应环境的变化和抗菌素的攻击而调动和重排基因。然而目前研究工作者提出了遗传交扰以外的问题：细菌的易变性会不会也是起因于使用化学物质对话的能力？

要回答这一问题，首先必须了解细菌的化学密码是如何影响其遗传密码的。为此必须破译化学密码。细菌对话时，按其处境，或取敌对的姿态，或取友好的姿态，很久以来一直想把这些姿态辨认和破译出来。60年以前，细菌学家就发现，细菌会排出称作细菌素的蛋白质以击退或杀死其他细菌。到60年代，威斯康星大学的朱利叶斯 · 阿德勒（Julius Adler）又发现了细菌会移向或远离各种各样的培养基。但细菌信息更明白的含义以及许多分子学上的细节，直到今天才开始得到澄清。

区域性倾向

理论上，带有细菌素的细菌会阻止其他细菌侵占其领域。实际情况正是如此。去年，明尼苏达大学的丹尼尔 · 史密斯（Daniel Smith）和马丁 · 德伍金（Martin · Dworkin）描述了涉及粘液球菌属的两种细菌的生动例子。把这两种细菌放在同一培养皿中，研究工作者发现，两种细菌各自“分疆裂界”，渐渐形成各自的菌落。在液体介质中，则各不相容的情况更为明显。最后，其中一种叫做草绿粘液球菌的细菌在数量上大大超过另一种细菌。研究工作者认为，这两种细菌都有细菌素在起作用，但尚待分离划分领域所使用的物质。

不能产生细菌素的细菌有被竞争者消灭的危险，去年，西班牙和英国研究工作者的一个小组发表了不能产生细菌素的一株乳酸菌菌株迅速死亡的报告。为了更深入了解生产出口新鲜油橄榄涉及的发酵过程，西班牙塞维利亚油脂研究所的约瑟 · 留叶斯 · 路易斯-巴巴（Jose Luis Ruis-Barba）领导的研究组，在油橄榄卤水中加入若干乳酸菌菌株，让其发酵。其中一株根本不能产生细菌素的菌株在7周内消失，其余的菌株则全部存活。

细菌对话可能发生在紧要关头。例如在养分丰富的介质中，枯草杆菌将明显地远远分开，从起点向外扩散呈圆形菌落。而减少养分供应时，即突然呈现协同效应。增长着的细胞似乎感觉到邻近细胞放出的化学物质，并很快离开。特拉维夫大学的埃希尔 · 本杰科布（Eshel Benjacob）指出，这样就减少了对资源的角逐，并生成螺线形菌落。随着养料数量的减少，长的分枝由中心向外扩散成螺旋形。养分很少时分枝变得很细，菌落结构似乎成为很完全的有机体。

本杰科布研制了模拟形成这种菌落结构的数学模型。当他把描述由细菌本身产生的化学信号的数据输入时，由模型生成的菌落结构显得十分逼真。这使他确信，细菌不仅是受培养皿中养分的控制，而且是互通信息的。

另一些细菌则时刻注意着聚集。使鱼产生生物发光的费希尔藻弧菌（Vibrio fischeri）和像假单胞菌那样的“生水手”（Landlubber）会发出β—己酮酰高丝氨酸内酯这样一种化学物质以吸引同胞。当某一时刻，这种细菌由信号“发觉”数目足够时，便会应答其内部生物化学效应的变化。就费希尔藻弧菌来说，即产生生物发光。另一些细菌则相应变成类似于多细胞生物体的高度丛生的菌落。

此时，单独的细菌舍弃了独立行动的功能而在菌落内起专门的作用。戴尔 · 凯塞（Dale Kaiser）在加利福尼亚斯坦福大学研究了粘液菌的这种丛生作用。粘液菌在一起进食——以死亡的、腐烂的或垂死的微生物为食。当养料变少时，它们就无数个聚集在一起，一旦数目足够，就自己重排为子实体。一些细菌形成细滴，另一些则逐渐形成有细分枝的杆，个别呈晶莹的外观。内部细胞变成休眠的粘孢子（myxospore），外面的细胞则成为通常呈粘性或软骨质的保护膜。

要了解引起这种细菌分化的生化作用是比较困难的，但即使如此，还是在逐步取得进展。5年来，凯塞及其同事们验明了支配细菌先聚集，再形成子实体，且有时变成孢子的化学物质。关键在于形成一系列遗传突变体，每一突变体缺少产生一种支配性化学物质所需的基因。由这些突变的细菌的特性，研究工作者就可得知各种支配性化学物质所起的作用。

下一步就是研究出细菌如何“知道”发出化学指令的时间，研究出这些指令怎样会影响邻近细菌的特性的。跟踪所涉及的基因极为困难。凯塞解释道，粘液菌约有6000个基因，只有极少数能研究出各自所起的作用。

实际上相当复杂。细菌细胞应答特定的化学信号的方式，可能远非单取决于化学物质的性质。就枯草杆菌来说，它一个细胞分裂，产生两个新的不同大小的子细胞。大的一个把最终变成孢子的小的子细胞吞没，后者被包在里面呈休眠状态。两个子细胞为何有这样的差别呢？哈佛大学的理查德 · 洛西克（Richard Losick）认为，两个子细胞的位置和大小影响着它们应答化学指令的方式。化学信号启动了其中一个子细胞内的“孢子”遗传程序。不过洛西克仍然不能确切说明发生这一切的原因。

一些细菌学家把细菌看得更高级。阿德勒说 :“在细菌内发生的情况，跟在人体内发生的情况没有根本的区别”。芝加哥大学的詹姆斯 · 夏皮罗（Jams Shapiro）说 :“丛生的相互影响、多细胞性，对细菌来说具有普遍性，无论哪里都可发现。”夏皮罗甚至用“有知觉的”这个字眼来描述一些细菌明显规律性的变异状况。

持怀疑态度者势必要非难这些观点。马萨诸塞州伍治霍尔的海洋生物实验室的生物进化论者米切尔 · 索金（Mirehell Sogin）认为，群居特性应包括感情的应答，但这是细菌所没有的。他质问道，既然细菌缺乏辨认和照料同类的能力，既然细菌既无神经系统，又无“应答”血缘亲属信号的认识能力，怎么能当真把它们看作是群居的生物呢？

回答看来是为细菌作了不少辩解。毕竟微生物喜欢与其同类组成菌落：难道不能看作某种识别同类的功能吗？从化学上来说，细菌似乎“察觉到”其周围的世界 :难道不能看作是具有“神经系统”的证据吗？

阿德勒显然认为确系如此。他培育出了不少足以用电极探测到细胞膜的细菌细胞的方法。他希望用这些大型细胞能说明细菌能起到像单细胞神经系统一样的作用。戴维斯甚至认为，就像人们需要得到满足一样，细菌是“有感情的”。

潜在的记忆？

提出关于微生物感情的概念或许为时尚早。微生物的记忆和学习云云同样也是如此。

群居的动物，无论鸟类、人类还是其他哺乳动物，都会通过培养、教育和仿效，将其传统和技能一代一代往下传。凯尔提出，一代代的细菌之间可能存在着与此类似的信息传递。“母”细胞释放的某种化学物质为“子”细胞所吸收时就发生这种情况。以抗菌素链霉素为例。在消灭敌对细菌的同时，链霉素通过激活增长所需的基因和产生更多的链霉素来刺激其本身的菌落。吸收链霉素的子细胞在某种意义上就是吸收其“解决”如何制造这种有效化学物质所需的信息。凯尔说 :“在一个分子内存在着所谓记忆。”

当年，弗里希的工作得出蜜蜂能聪明地进行联系。这一看法通过数十年的试验才得到承认。对细菌的认识要达到这样的程度可能会更困难。“大多数人过分地囿于只有人类才具有智慧的观念，”夏皮罗说。“一般认为细菌相当简单，相当原始，且功能颇为有限。我认为这些看法是有害的

[New Scientist年9月16日]