有時拖延會有回報。當環境變得壓力過大時，許多細菌會將它們的一些內臟塞進叫做孢子的超韌小包中，孢子會關閉並等待——可能長達數個世紀——情況好轉。這些看似死亡的微粒如何感知復甦的最佳條件？發表在《科學》雜誌上的一項新研究揭示，細菌孢子可以透過設定電子鬧鐘來決定何時醒來。
飢餓、輻射、酷熱、嚴寒，甚至太空真空——對孢子來說，這些都不是特別令人擔憂的。但加州大學聖地亞哥分校的研究作者、生物物理學家 Gürol Süel 說，否則它們似乎“毫無用處”。“如果你把這些細胞送到醫院，”他說，“它們會被宣佈為到院死亡。”
孢子只有在休眠時才是堅不可摧的。因此，康涅狄格大學的生物化學家 Peter Setlow 說，當條件不利時，它們必須避免醒來（或“萌發”），他沒有參與這項研究：“如果你做出了錯誤的決定，並且你復活了，你就死了。”
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這項研究揭示了孢子做出該決定的其中一種方式。為了形成孢子，細菌會複製其 DNA，將其打包到一個小隔間中，用保護層包裹整個東西，然後爆裂，釋放出孢子（並在此過程中死亡）。Süel 說，正在形成的孢子會儲存帶電的鉀離子，從而建立一個儲存電能的“生物電容器”。每當孢子遇到營養物質時，它的一些鉀寶藏就會洩漏出來，從而消散一些電荷。一旦這種情況發生足夠多次，儲存的能量就會降至閾值以下，孢子就會萌發——有合理的機率不會餓死。
“這是該領域的一項重大進展，”Setlow 說。“它提出了一種關於萌發的全新思考方式。” 瞭解孢子如何“計數”營養物質可以提高食品安全，因為形成孢子的細菌可以在嚴酷的滅菌程式中存活下來並復活以引起食物中毒。休眠還有助於一些致病菌逃避免疫攻擊；儘早喚醒它們可以改善治療方法，因此 Setlow 補充說，“人們對如何使孢子快速萌發有很多應用興趣。”
Süel 說，研究結果暗示離子倒計時可能是地球生命的基礎。神經元也透過電力計數來知道何時放電；研究人員發現，描述神經元的公式也能很好地預測孢子的行為。捕蠅草使用電動倒計時來閉合，所有細胞都利用離子流來處理能量。
“這些電勢不是最近的發明。它們已經有數十億年的歷史了，”Süel 說。“透過記住生物學不僅僅是關於基因表達、蛋白質和 DNA——而且還有這些帶電離子，我們還能更好地理解生物學的哪些其他方面呢？”