如果有人问你,世界上速度最快的生物是什么,你的答案会是什么呢?猎豹、游隼?
真正的答案可能让你大吃一惊:细菌。浙江大学生命科学研究院的一项最新研究表明,大多数细菌都拥有惊人的运动能力,仅需1秒就能移动相当于自身身长60倍,甚至100倍的距离。
如果人类拥有细菌这样的运动能力,我们的速度会有多快?假如一名成年男性的身高是1.7米,那么他的奔跑速度可以达到每秒102~170米。而目前百米纪录是由牙买加运动员博尔特创造的,他的最快速度也不到每秒12.5米。所以,我们很容易算出,细菌的速度至少是博尔特的8倍多!
那么,它们为什么能跑得如此快呢?
很多细菌的表面都长着鞭毛——细菌的运动器官,这是一种细长的丝状物,由马达、胞外的接头装置以及鞭毛丝组成。鞭毛的马达是极其复杂的蛋白质机器,每秒能旋转 300~2400 圈,这就是细菌能够迅速运动的动力所在。
不过,科学家对细菌马达的工作原理一直不是很清楚。为了解开这个谜题,浙江大学的科学家经过大量的尝试后,从沙门氏菌(一种食源性致病菌)中,把鞭毛马达和它们的接头装置完整地提取了出来。
研究了鞭毛马达的结构后,科学家发现,马达的运转一环扣一环:马达上有一个质子泵,可以通过转运氢离子而发生转动,进而带动细菌细胞膜上的环状结构发生转动。这个环状结构相当于马达的底座,因此,它的转动又会进一步带动马达其他部分的转动……从结构上说,细菌的鞭毛马达简直就是一台高效而精密的动力装置!
这项研究不仅有利于科学家更好地了解细菌,还能帮助科学家开发其他纳米机器——你期待这样的产品和技术吗?