令人惊讶的发现：细菌会惩罚“害群之马” 并在其社区内执行公平原则

约克大学领导的一个研究小组揭示了一个更耐人寻味的事实，该小组调查了细菌的群聚感应特性，这是一种复杂的合作类型，允许细菌根据人口密度调节基因表达。

来自凯斯西储大学和约克大学的研究人员合作开展了这项研究，该研究最近发表在《PLOS计算生物学》杂志上。他们惊奇地发现，细菌群落可以为了摆脱占便宜的个体而不惜伤害自己。

约克大学拉松德工程学院的安德鲁-埃克福德（Andrew Eckford）副教授是这项研究的资深作者，他说："我们没有想到会看到这种行为，甚至可以称之为'唾弃'。但它表明，拥有群体数量感应能力是一个非常灵活的执行公平的工具。"

在这项研究中，科学家们调查了群聚感应机制如何调节共享资源的供应，例如将食物来源转化为有用的营养物质的酶。当偷吃者在不创造酶的情况下偷取营养物质时，他们发现即使整个社区受到影响，偷吃者也会受到惩罚，类似于当一个不受欢迎的访客潜入时宣布取消盛宴的做法。此外，如果吃白食的现象很普遍，而且没有其他食物可用，那这种机制可能会使整个群体挨饿。

"对于一个细菌来说，为社区做出贡献是很昂贵的，所以对于一个自私的个体来说，最好是简单地接受所提供的东西而不给予任何回报，"主要作者Alex Moffett解释说，他在研究时是约克大学的博士后研究员。"但显然这对每个细菌都不好，所以社区需要一种方法来阻止不良行为。"

莫菲特和他的同事们发现，这些微生物没有依靠"荣誉系统"，而是使用群聚感应的方式来压制偷懒者。为了进一步了解群聚感应与其他控制公共物品生产的策略相比如何，他们使用了数学建模。

共同作者、俄亥俄州克利夫兰市凯斯西储大学数学、应用数学和统计学教授彼得-J-托马斯说："我们的模型既能捕捉到'作弊'菌株--它们不生产公共物品但却能从中受益--接管一个种群的可能性，也能捕捉到该种群在灭绝之前平均能持续多久。"

由于群聚感应在细菌感染中起着重要作用，例如影响囊性纤维化患者的肺部感染，研究小组希望应用这项研究的结果来理解和破坏此类疾病。"Moffett补充说："这将帮助我们了解细菌如何能够如此有效地在肺部定居，这可能为新的治疗方法指明方向。"