趋酸性和趋碱性 我们将探讨一组常被忽视但至关重要的微生物行为：趋酸性和趋碱性。它们描述的是微生物根据环境中酸碱度（pH值）梯度，进行定向运动的特性。 趋酸性 指微生物向酸性（低pH）区域移动； 趋碱性 则指向碱性（高pH）区域移动。pH是氢离子浓度的负对数，是影响所有生物化学反应的关键环境因子。 驱动这种定向运动的机制，与我们已经了解的 趋化性 （向化学物质移动）在核心信号转导通路上相似。微生物细胞表面存在能够感知氢离子（H⁺）或氢氧根离子（OH⁻）浓度的受体。当细胞在pH不均匀的环境中随机移动时，受体感知到pH变化，通过一系列胞内蛋白质的磷酸化反应，将信号传递给控制鞭毛（细胞“尾巴”）运动的装置。若运动方向是“适宜”的，鞭毛会继续沿当前方向旋转（直线运动）；若方向“不适宜”，鞭毛会反转旋转方向，导致细胞“翻滚”，随机改变朝向，直到找到正确的梯度方向。 趋酸性和趋碱性是微生物为了寻找最佳生存环境的适应性策略。对于 嗜酸微生物 （如生活在酸性温泉、矿山排水中的某些细菌和古菌），维持胞内接近中性的pH需要消耗大量能量。主动趋向酸性环境，可以确保其始终处于最适的生存和代谢区域，减少能量消耗。反之， 嗜碱微生物 （如某些生活在苏打湖或土壤中的细菌）则会趋向碱性区域。 这一行为在自然界和人体健康中具有关键生态与生理意义。在土壤中，植物根尖会分泌有机酸形成“根际”微区，吸引有益的抗病或促生微生物（表现趋酸性）聚集，形成保护层。在人体内，引起胃溃疡的 幽门螺杆菌 具有极强的趋酸性，能穿透胃黏膜表面的黏液层，抵达酸性稍弱的胃上皮细胞表面定殖，这是其致病的关键第一步。在生物地球化学循环中，参与硫循环或铁循环的微生物也常通过趋酸/趋碱性定位到化学反应发生的微环境。 工业与环境应用上，理解并利用这一特性大有可为。在 生物修复 领域，可引导能降解特定污染物的微生物集群前往受酸性或碱性污染物污染的区域。在采矿业中，利用趋酸性细菌进行“生物浸矿”，可高效地从低品位矿石中浸提铜、金等金属。在污水处理中，调控pH梯度可优化不同功能微生物群落的分布，提高处理效率。研究病原微生物的趋酸/趋碱性，也有助于开发新的抗菌策略，例如干扰其定位到感染部位的能力。