本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
我目前正在度蜜月，假期严重延误，所以在接下来的两周里，我会发布一些我以前博客中喜欢的文章。 这些文章已经过修改和重新编辑，以包含新的信息（和图片！），但不幸的是，在我回来之前，我将无法回复评论或参与任何关于它们的讨论。
尽管细菌以孤立的细胞形式存在，但它们不断地与周围的细菌，特别是同种细菌进行交流，并且经常会聚集在一起，形成被粘性网状物包裹的大型细菌群落。 这些结构被称为生物膜（我在这里有更详细的介绍）。 细菌为了组织这类结构而相互交流的主要方式之一就是群体感应。
群体感应利用细菌可以分泌和感知的小分子。 当足够多的细菌聚集在一个地方时，这些小分子的周围浓度会达到临界水平，并可以激活各种不同反应的基因，包括发光、毒力（在致病性或引起疾病的细菌中）和生物膜的形成。
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事实证明，生物膜有很多不同的类型，细菌将其用于许多不同的目的。 尽管许多物种在大量细胞聚集在一起时形成生物膜，但有些物种在达到一定细胞密度时停止形成生物膜。 生物膜受到细菌的严格控制，它们不会仅仅在一定数量的细菌细胞聚集在一起时就开始生长并且永不停止，每个生物膜都是根据制造它的物种的需求专门定制的。
使用主要感染性生物膜形成细菌（例如引起霍乱的霍乱弧菌）的模型，他们发现，生物膜不仅有助于将细胞结合在一起并抵抗抗生素的攻击，而且还可以防御竞争细菌，并可能通过用粘液覆盖所有可用的生活表面来帮助它们在竞争中胜出。 产生生物膜的能力不仅有助于霍乱弧菌对抗其他入侵细菌，还有助于它抵抗人体自身排列在肠道内部的细菌防御系统。
然而，一旦霍乱弧菌的水平变得过高，细菌通常会停止产生生物膜。 这可能是出于两个原因，首先，生物膜会占用可用于生长和分裂的宝贵资源，其次，它会阻止其中的细菌传播太远。 霍乱弧菌通过生长 периоды 和疯狂定殖 периоды 来感染身体，如果生物膜在细胞密度高时实际分散以允许细胞扩散，则效果最佳。
这可以与更定居性的细菌（如铜绿假单胞菌）形成对比，后者喜欢在找到居住地后安顿下来，偶尔将菌落分散到体内。 这种细菌物种即使在细胞密度很高的情况下也保留生物膜，而不是丢失它。 这使其能够在感染部位胜过任何其他细菌，并抵御人体自身的天然防御系统和任何旨在杀死它的化学抗生素药物。
不同霍乱弧菌菌株的比较揭示了菌株之间广泛的不同生物膜形成模式，所有这些都与群体感应信号有关。 这可能取决于特定菌株所占据的内部环境、它们面临的竞争量以及快速和频繁分散的必要性。
生物膜通常被视为最终的生存空间，一个巨大的细菌“城市基地”，后代可以从中传播，而老一代则留下来并发展出对抗新挑战的抗生素耐药性。 看到情况并非总是如此很有趣。 生物膜可以像定居者的城市一样容易地成为旅行者的短期棚屋。
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图片来源 1
参考文献：Nadell CD, Xavier JB, Levin SA, & Foster KR (2008)。 细菌生物膜中群体感应的进化。 PLoS biology, 6 (1) PMID: 18232735