How big is 最大的细菌?

Thiomargarita magnifica 是一种生长在加勒比海红树林沼泽中的细菌，呈细长的白色丝状。2022 年科学家描述这种细菌时，它是当时已知最大的细菌。每根细丝都是一个单独的细胞，平均长约 9 毫米，最长可达 2 厘米。和几乎所有其他细菌不同，它不用显微镜也能看见。

大小

多数细菌长约 2 微米，微米是千分之一毫米。2022 年之前，已知最大的细菌细胞约长 750 微米（0.75 毫米）。其近亲 Thiomargarita namibiensis 的细胞也能达到这一尺寸，平均长 180 微米。描述 T. magnifica 的研究者写道，它的体型是其他已知巨型细菌的约 50 倍。

在这项研究中，顶端带有芽体的细丝平均长 9.7 毫米，最长可达 20 毫米。论文给出的平均细胞长度超过 9000 微米，也就是超过 9 毫米。研究人员用 X 射线和激光显微镜对整根细丝进行了三维成像，发现每根细丝都是一个连续的细胞，内部没有分隔壁，只有在最顶端才会分离出一到四个小的子细胞。

大小比较

• 一个平均细胞的长度约为一只 E. coli 细菌（约 2 微米长）的 4500 倍。
• 如果把一只 E. coli 细菌放大到 身高 1.7 米的人 那么高，按同样比例，T. magnifica 就会长达约 7.7 千米，几乎相当于 珠穆朗玛峰（8849 米）的高度。
• 一个平均细胞的长度约为其近亲 T. namibiensis 最大细胞长度的 12 倍。
• 一个平均细胞的长度和一粒生咖啡豆（平均长 9.6 毫米）差不多。
• 最长的细胞可达 2 厘米，长度和一枚美分硬币的直径差不多。

细胞如何长到这么大

细菌通常个头很小，因为它们依靠扩散——分子的缓慢扩散——在细胞内运送化学物质，而扩散只有在几微米的范围内才有效。研究人员认为，T. magnifica 独特的结构帮助它突破了其中一些限制。

每个细胞约 73% 的体积是一个巨大的中央囊状结构，叫做液泡。细胞质——细胞真正发挥功能的部分——只在边缘形成一层约 3 微米厚的薄层。这层薄层里含有许多被膜包裹的小隔室，里面装着细胞的 DNA 和合成蛋白质的机制。研究人员将这些结构称为 pepin，得名于西瓜、猕猴桃等水果中的小籽。

此前从未在细菌中见过这样的结构。这种细胞还携带着大量基因组拷贝——基因组即其全部基因的集合：据估计，每毫米约有 3.7 万个拷贝，一个 2 厘米长的细胞中约有 74 万个拷贝。

生活环境与摄食方式

这种细菌是在瓜德罗普岛（加勒比海小安的列斯群岛中的一座岛屿）浅而咸的红树林沼泽中被发现的。它以成簇的白色细丝状态附着在红树（Rhizophora mangle）沉入水中的落叶上生长。种加词 magnifica 指的是它异乎寻常的体型。

它的基因组约有 1200 万个碱基对，碱基对是 DNA 梯子上的一级“梯级”。这与面包酵母的基因组大小相当。基因组中包含许多用于从硫化合物获取能量、以及利用二氧化碳合成食物的基因。

参考资料

• A centimeter-long bacterium with DNA contained in metabolically active, membrane-bound organelles. Volland et al., Science, 2022.
• A centimeter-long bacterium with DNA compartmentalized in membrane-bound organelles. Volland et al., bioRxiv, 2022.
• How big is an E. coli cell and what is its mass?. In Cell Biology by the Numbers. Milo and Phillips, Garland Science.
• 8,848.86 metres. That's the height of Mt Everest now. The Kathmandu Post, 2020.
• Morpho-Physicochemical, Bioactive, and Antioxidant Profiling of Peruvian Coffea arabica L. Germplasm Reveals Promising Accessions for Agronomic and Nutraceutical Breeding. Cueva-Carhuatanta et al., Plants, 2025.
• Severe Weather 101: Hail Basics. NOAA National Severe Storms Laboratory.