术语广角
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作者:魏亮(《中国科技术语》杂志社)
2022年2月,Jean-Marie Volland、Silvina Gonzalez-Rizzo、Olivier Gros等在预印本网站bioRxiv(读为bio-archive)发表了 A centimeter-long bacterium with DNA compartmentalized in membrane-bound organelles(《一种DNA区隔在有界膜的细胞器中的厘米级长度的细菌》),公布了在加勒比海小安的列斯群岛中的法属瓜德罗普岛海域新发现的迄今所知最大的细菌:Thiomargarita magnifica①。
细菌是微生物的一类,其大小一般是微米级的,是肉眼不可见的,而1微米是1厘米的一万分之一,由此可以想见,最长可达2厘米的Thiomargarita magnifica对于细菌而言,尺寸是多么地惊人。
Thiomargarita magnifica与几种生物的尺寸对比:Patescibacteria/CPR(candidate phyla radiation)尚无中文名,可以简单地理解为一大类最小的细菌,后面的从左到右依次为大肠杆菌、酿酒酵母、草酸无色菌、纳米比亚硫珠菌、秀丽隐杆线虫、黑腹果蝇与Thiomargarita magnifica。(本文图片均来自A centimeter-long bacterium with DNA compartmentalized in membrane-bound organelles)
实际上,T. magnifica并非人类所发现的第一种肉眼可见的细菌,在1997年4月取自纳米比亚沿岸海域的沉积物中发现的一种新的细菌,长达100~300微米,或者说是0.1~0.3毫米,这已经是肉眼可见的尺寸了。H. N. Schulz等的这一发现发表于1999年4月16日的Science,题为Dense Populations of a Giant Sulfur Bacterium in Namibian Shelf Sediments,其中提议这种细菌命名为Thiomargarita namibiensis②。从名称可知,最新打破记录的Thiomargarita magnifica与先前记录的保持者Thiomargarita namibiensis是同一个属的。这两种细菌的一个共同之处是具有占据了细胞绝大部分体积的液泡(vacuole)。
T. magnifica的横切面(cross section)的组合照片,其中央就是一个液泡。
那么,根据通常的说法,微生物是肉眼所见范畴之外的,既然已经大到肉眼可见了,为什么还叫细菌呢?因为大小并非细菌的本质特征——细菌属于单细胞的原核生物,是这种属性限定了细菌不可能太大。
更值得注意的是,T. magnifica在关键的方面超越了原核细胞常规的属性。
这是T. magnifica细胞的局部,大箭头所示为细胞质膜(cytoplasmic membrane),☆所在是细胞壁(cell wall),小箭头所示为细胞器膜(organelle membrane),*所在为囊泡(vesicle)。
相对于真核细胞,原核细胞的遗传物质没有被膜包围,即没有真正的细胞核,也没有其他有界膜的细胞器,T. magnifica却像真核细胞那样,其遗传物质被区隔在有界膜的颗粒体中,而不是分散在细胞质中。这些颗粒体类似于分布在猕猴桃等水果果肉中的小粒的种子,即pip,因而这篇论文中建议将这种细菌细胞器命名为pepin(这一写法来自通俗拉丁语,表示小的意思)。
而在基因组的规模上,T. magnifica也超过了所有其他的细菌。也就是说,T. magnifica的发现在多个关键方面刷新了人们对细菌的认知。
T. magnifica与病毒(viruses)、细菌(bacteria)、古核生物(archaea)、真核生物(eukarya)的基因组规模(genome size)比较,可见T. magnifica的基因组规模居于细菌类生物的顶点。(CDS为coding sequences的缩写,即编码序列。)
接下来说一说Thiomargarita magnifica的命名。Thiomargarita这个属是因为Thiomargarita namibiensis的发现才创立的,H. N. Schulz等人在1999年的论文中提出这一名称,其含义是Sulfur pearl of Namibia,即“纳米比亚含硫珍珠”——Thiomargarita这个词由thio-与margarita两部分组成,分别表示sulfur与pearl。Thiomargarita在汉语中现有“硫珠菌”和“嗜硫珠菌”两个名称。实际上,Thiomargarita是比较晚近发现的一类细菌,在“已定名的原核生物名录”(List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature,LPSN)③中检索,这一属只有3种,T. magnifica之外,还有Candidatus Thiomargarita joergensenii与Candidatus Thiomargarita nelsonii,均命名于2011年,joergensenii与nelsonii分别是为了纪念丹麦微生物学家Bo Barker J?rgensen与美国微生物学家Douglas C. Nelson,Candidatus意为“备选的”,因为有的细菌是不能培养的而尚不能正式分类和命名。
至于Thiomargarita. magnifica,则IPSN中尚无收录,而在中国的介绍中,《中国科学报》(2022年3月2日第1版)未给出中文名④,《科技日报》(2022年3月2日第4版)将其译为“华丽硫珠菌”⑤。《科技日报》的报道为众多媒体所转引,“华丽硫珠菌”也就成了当前流传最广的名称。然而,这个名称却是很不准确的。
magnifica与英语中的magnificent是同源的,magnificent有时被译为“华丽的”,但magnifica与“华丽”是不沾边的,它表示的不是有多美,而是有多大(magnificent的华丽的含义也是由大而产生的美感所引申的)。检索magnifica,在植物智可见Ceterachopsis magnifica—大叶苍山蕨、Salix magnifica—大叶柳等名称⑥,在中国动物主题数据库可见Platynopoda magnifica—大木蜂、Leucauge magnifica—大银鳞蛛⑦,而在细菌名称中,在中国生物志库·菌物可见Cheilymenia magnifica—大缘刺盘菌⑧。当然,带有magnifica的拉丁名对应的中文名中并不都有“大”或相关的字,因为并非所有物种的中文名都是根据拉丁名译过来的。
这是T. magnifica的光学显微图,其形态是一端固着的丝状体。丝状体往尖端出现逐渐加重的缢痕,终端的一节会脱离母细胞而成为子细胞。
此外,科普大世界将其译为“大号硫珠菌”⑨,在含义的方向上是对的,但“大号”用来表示物品的尺码,却并不用于物种的命名。中国生物技术网将其译为“巨大的硫菌”⑩,这显然不是物种名称的格式,而“硫菌”也是错误的。
在“学术经纬”微信公众号中,提及“巨大嗜硫珠菌”,尽管前面加上了“意为”?,但这却是已有的各种名称中最妥当的。检索可知,在物种名称中,绝大多数只有一个“巨”字,只有较少的名称采用了“巨大”。“巨大”和“巨”表示的是一个意思,而物种名倾向于简洁,另外,用“巨”还是“巨大”,也与构词有关,若后面是一个单字名词,是一律只用“巨”的,若后面是两个字以上的名词,则二者兼有,但是在物种名称的组成部分中,含有单字名词的为多,大多出现的也是“巨”而不是“巨大”。
实际在物种名称中“大”字用得是更多的,但是“大”与“巨”或“巨大”在含义上显然是有差别的。bioRxiv的论文中提及命名原因时讲道:“In reference to its exceptional size, we propose to name this species Thiomargarita magnifica”,也就是说,magnifica表示的是这种细菌例外的尺寸,Thiomargarita magnifica不是一般地大,而是要比此前最大的细菌大约50倍,那么,在这里,与magnifica含义更为相近的形容词应当是“巨”或“巨大”。
注释
① Jean-Marie Volland,Silvina Gonzalez-Rizzo,Olivier Gros,et al. A centimeter-long bacterium with DNA compartmentalized in membrane-bound organelles,https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.02.16.480423v1.full.pdf
② H. N. Schulz,T. Brinkhoff,T. G. Ferdelman,et al. Dense Populations of a Giant Sulfur Bacterium in Namibian Shelf Sediments,se169900493p (wwu.edu)
③ LPSN - List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (dsmz.de)
④ https://paper.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2022/3/368337.shtm?id=368337
⑤ 迄今最大细菌肉眼可见 --科技日报数字报 (stdaily.com)
⑧ 中国生物志库·菌物 (sciencereading.cn)
⑨ 细菌都小到看不见?一种长达2厘米的细菌被发现,为迄今最大细菌 (baidu.com)
⑩ https://baijiahao.baidu.com/s?id=1726710972376430130&wfr=spider&for=pc