酵母其實是一種競爭性殺手：科學家發現一種新的毒害現象
如果你愛吃饅頭包子，那對酵母肯定有所瞭解。這種東西是廚房的好幫手，能把一個麪糰發得白白胖胖的，讓它做熟之後鬆軟又有一股香氣。
但是你真的瞭解它是如何實現這一效果的嗎？酵母其實還是一種很毒的生物。
酵母，是一種微小的生物，它屬於真菌界，是由單細胞組成的真核微生物。你可以把它想象成微小的雞蛋，但要用顯微鏡才能看到它們。
一般來說，一個酵母細胞的直徑大約在3-4微米左右，但有一些酵母可以長到驚人的40微米。酵母的種類多種多樣，科學家目前已經發現了至少1500種，佔所有已知真菌的1%。其實，酵母早在數億年前就誕生了，可以說是地球上最古老的生命之一。
酵母的生活方式其實很簡單，它們通過消化食物來獲取能量。而酵母最愛的食物就是糖和澱粉，這兩者能夠被它們通過發酵的方式轉化爲二氧化碳和酒精。
這個發酵過程在我們日常的烘焙和釀造中扮演着至關重要的角色。發酵的原理其實很有趣：當酵母遇到富含糖分的環境時，它們就開始“進食”，將糖分解爲二氧化碳和酒精。
二氧化碳是一種氣體，會在麪糰中形成許多微小氣泡，使麪糰膨脹，這就是爲什麼麪包變得鬆軟的原因。
而酒精則是一種液體，會在酒和啤酒中添香增醇，這就是爲什麼不同的酒和啤酒具有獨特口感和風味的原因。
酵母其實無處不在，存在於我們周圍的土壤和植物表面，尤其是富含糖分的花蜜和水果中。我們可以利用酵母的發酵能力，製作出各種美味的食物和飲料。
酵母甚至是人類最早馴化的生物之一，考古學家在埃及的遺址中發現了4000年前的磨面石和烘焙室，還有描繪了製作麪包和啤酒的壁畫。因此，酵母不僅是我們的得力助手，更是我們的親密朋友。
酵母看起來或許很溫和，但其實它們隱藏着一種潛在的殺手天性。當酵母感到缺乏葡萄糖時，它們會釋放一種毒素，能夠將任何踏入它們領地的微生物一網打盡，甚至包括它們自身的克隆體。
這個令人吃驚的現象被科學家戲稱爲“遲到者殺戮”，揭示了酵母在生存中採取的一種獨特策略，同時爲我們理解從單細胞到多細胞生物的進化提供了新的視角。
那麼，“遲到者殺戮”這一現象是如何被發現的呢？功勞歸於東京大學的研究人員，他們在2022年發表了一篇論文，詳細描述了他們的實驗過程和結果。首先，他們培養了一些酵母細胞，分別在高糖和低糖條件下進行。接着，將這兩組細胞混合在一起，仔細觀察它們的生長情況。
他們驚訝地發現，那些已經適應了葡萄糖匱乏的細胞竟能釋放毒素，將後來加入的細胞消滅，以確保自身保持食物資源。
而這些後來加入的細胞，無論是從其他地方來還是由同一親本細胞分裂而來，都無法倖免於被消滅的命運。這個實驗證明了酵母之間竟存在着這樣一種殘酷而高效的“生存法則”。
“遲到者殺戮”現象的發生，源於酵母細胞釋放的一種名爲自毒素（autotoxin）的毒素。這種有機酸，如亮氨酸和L-2-酮-3-甲基戊酸，能夠抑制細胞的呼吸鏈，導致能量代謝受阻，最終導致細胞死亡。
當酵母細胞缺乏葡萄糖時，它們將自身蛋白質分解爲氨基酸，隨後將其中一部分轉化爲自毒素，釋放到周圍環境。這一過程使得酵母細胞得以殺死競爭者，減少食物消耗，延長生存時間。
然而，酵母細胞釋放自毒素並非毫無風險。因爲自毒素不僅能夠殺死其他微生物，還能殺死自己的克隆體，甚至是自身。
這看起來有點像一種集體自殺的行爲，令人感到疑惑。那麼，酵母細胞是如何規避自毒素危害的呢？原來，酵母細胞在釋放自毒素的同時，會發生一種分化過程。這使得一部分細胞對自毒素產生了抗性，而另一部分細胞保持了敏感性。
這種分化並非由基因變異引起，而是通過表觀遺傳的方式調節了細胞的基因表達。因此，當有新的細胞進入酵母細胞的生存環境時，自毒素會損傷或殺死這些新來的細胞，而已分化的細胞則能夠選擇性地存活下來。
這一精妙的機制幫助酵母細胞在“遲到者殺戮”中保持生存，並在競爭中脫穎而出。
“遲到者殺戮”現象不僅存在於一種酵母中，而且在不同種類的酵母中都有發生。研究人員發現，分裂酵母和芽殖酵母，儘管在進化上相距甚遠，但它們都採用同樣的自毒素進行“遲到者殺戮”。
這發現表明，“遲到者殺戮”可能是一種廣泛存在的細胞間通信系統，與單細胞到多細胞生物的進化有關。
這一酵母中的“遲到者殺戮”現象不僅在科學研究中具有重要意義，還在食品工業中具有潛在的應用。
例如，通過利用自毒素的作用，可以調控發酵過程中微生物的種類和數量，從而提高發酵的效率和質量。這種現象讓我們看到了酵母的另一面，也讓我們對微生物的生活有了更深入的瞭解。
酵母的“遲到者殺戮”現象不僅爲科學界帶來了新的認知，也爲我們的日常生活和產業領域帶來了創新機遇。
酵母，這看似普通的微生物，竟然在其背後隱藏着如此精妙而競爭激烈的生存策略，爲我們展示了微生物世界中的精彩之處。
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