有时拖延会有回报。当环境变得压力过大时，许多细菌会将它们的一些内脏塞进叫做孢子的超韧小包中，孢子会关闭并等待——可能长达数个世纪——情况好转。这些看似死亡的微粒如何感知复苏的最佳条件？发表在《科学》杂志上的一项新研究揭示，细菌孢子可以通过设置电子闹钟来决定何时醒来。
饥饿、辐射、酷热、严寒，甚至太空真空——对孢子来说，这些都不是特别令人担忧的。但加州大学圣地亚哥分校的研究作者、生物物理学家 Gürol Süel 说，否则它们似乎“毫无用处”。“如果你把这些细胞送到医院，”他说，“它们会被宣布为到院死亡。”
孢子只有在休眠时才是坚不可摧的。因此，康涅狄格大学的生物化学家 Peter Setlow 说，当条件不利时，它们必须避免醒来（或“萌发”），他没有参与这项研究：“如果你做出了错误的决定，并且你复活了，你就死了。”
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这项研究揭示了孢子做出该决定的其中一种方式。为了形成孢子，细菌会复制其 DNA，将其打包到一个小隔间中，用保护层包裹整个东西，然后爆裂，释放出孢子（并在此过程中死亡）。Süel 说，正在形成的孢子会储存带电的钾离子，从而创建一个储存电能的“生物电容器”。每当孢子遇到营养物质时，它的一些钾宝藏就会泄漏出来，从而消散一些电荷。一旦这种情况发生足够多次，储存的能量就会降至阈值以下，孢子就会萌发——有合理的概率不会饿死。
“这是该领域的一项重大进展，”Setlow 说。“它提出了一种关于萌发的全新思考方式。” 了解孢子如何“计数”营养物质可以提高食品安全，因为形成孢子的细菌可以在严酷的灭菌程序中存活下来并复活以引起食物中毒。休眠还有助于一些致病菌逃避免疫攻击；尽早唤醒它们可以改善治疗方法，因此 Setlow 补充说，“人们对如何使孢子快速萌发有很多应用兴趣。”
Süel 说，研究结果暗示离子倒计时可能是地球生命的基础。神经元也通过电力计数来知道何时放电；研究人员发现，描述神经元的公式也能很好地预测孢子的行为。捕蝇草使用电动倒计时来闭合，所有细胞都利用离子流来处理能量。
“这些电势不是最近的发明。它们已经有数十亿年的历史了，”Süel 说。“通过记住生物学不仅仅是关于基因表达、蛋白质和 DNA——而且还有这些带电离子，我们还能更好地理解生物学的哪些其他方面呢？”