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细菌的繁殖主要以细胞分裂的方式进行 ， 当细菌生长到一定程度的时候 ， 它们就会“一分为二” ， 通常来讲 ， 细菌平均每20至30分钟就可以分裂一次 ， 而繁殖速度慢的细菌 ， 其分裂周期一般也不会超过24个小时 。
在地球生物圈里除了动物和植物之外 ， 还存在着数量极为庞大的微生物 ， 而在微生物之中 ， 细菌的数量又是最多的 ， 根据科学家的估算 ， 地球上的细菌总量大约有5 x 10^30个 ， 不管是天空中还是地面上 ， 又或者是在海洋里 ， 到处都有它们的踪迹 。
据此我们不难想象 ， 数量庞大的细菌以如此快的速度繁殖 ， 估计要不了多久 ， 它们就把地球占满了 ， 然而这样的事情却并没有发生 ， 为什么呢？答案就是 ， 地球上存在着一种细菌的“克星”——噬菌体 。
噬菌体是什么？噬菌体其实就是一种专门侵袭细菌的病毒 ， 基本上凡是有细菌的地方都有噬菌体存在 ， 并且其数量往往比细菌还多 。 根据形态和核酸的分类 ， 已知的噬菌体有19个科 ， 其中大多数的噬菌体都是下图这个样子 。
【为什么噬菌体长得那么科幻？难道它们不是地球生物？】这些噬菌体有一个正20面体结构的“头部”（其中包裹着它们的遗传物质）、一个针筒状结构的“身体” ， 还有一个腿状结构的“尾部” ， 看上去长得相当科幻 。
每一种噬菌体都有只会侵袭特定类型的细菌 ， 当它们遇到目标细菌之后 ， 就会附着在细菌的表面 ， 然后利用自己的刺突刺入细菌 ， 接着通过中空的针筒状结构将自己的遗传物质注入细菌内部 。
噬菌体可分为“烈性噬菌体”和“温和噬菌体” ， 前者的遗传物质会利用细菌内部的物质合成自己的外壳 ， 同时大量复制自己 ， 当达到一定程度的时候 ， 细菌就会被“撑破” ， 然后新生的噬菌体们就“一哄而散” ， 去寻找下一个“猎物” 。
而“温和噬菌体”的遗传物质则会整合到细菌的染色体上 ， 然后跟着细菌的染色体一起复制 。 但这种情况一般并不会持续多久 ， 因为这种“温和噬菌体”通常都会周期性地转变成“烈性噬菌体” ， 一旦时机成熟 ， 它们就会在细菌内部迅速增殖 ， 然后在“撑破”细菌后“扬长而去” 。
为什么噬菌体长得那么科幻？难道它们不是地球生物？需要指出的是 ， 噬菌体是一种病毒 ， 而病毒则是一种介于“生命”和“非生命”之间的存在 ， 因此它们到底算不算是生物 ， 目前科学界并没有给出结论 ， 不过一般来讲 ， 人们都将病毒称为“非细胞生物” ， 所以我们不妨也将其视为生物 。
噬菌体的样子跟一些科幻作品中的纳米机器人长得非常相似 ， 左看右看都不像是地球生物 ， 这难免让人对它们的来历浮想联翩 。 那么噬菌体的“科幻造型”应该如何解释呢？
（纳米机器人想象图）
噬菌体最科幻的部位就是它们的“头部” ， 这其实就是一团包裹着遗传物质的蛋白质 。 从微观的角度来看 ， 构成噬菌体“头部”的蛋白质是由多个蛋白质分子构成 ， 而蛋白质分子又是由大量的原子构成 ， 原子可以自发地形成固定的几何结构 ， 大量的几何结构结合在一起 ， 就形成了蛋白质的固定形状 。
在这些形状中 ， 正多面体是形成封闭空间的最合理的结构 ， 而正多面体只有正4、6、8、12、20面体这五种 ， 在体积相同的情况下 ， 正20面体是最节省材料的 ， 正是因为如此 ， 噬菌体的“头部”才是一个正20面体结构 。
需要注意的是 ， 噬菌体选择了这种看上去很科幻的结构 ， 并不是因为它们拥有某种智慧 ， 而是因为自然选择的因素 ， 毕竟最节省材料的构造 ， 才最容易“生存”和“繁衍” ， 而其它长得奇形怪状的噬菌体则很容易被淘汰 。
相对而言 ， 噬菌体的其它部位就更好解释了 ， 它们针筒状结构的“身体” ， 其实就是一种常见的通道蛋白 ， 而它们腿状结构的“尾部” ， 也是一种常见的螺旋对称结构 。
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