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我們看不到的世界

（2008年05月27日 14:20:32） 來源︰大自然探索

□作者: 江璐玎

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　　我們看不到它們，它們卻與我們“親密接觸”︰一張流通著的紙幣上有30 萬～ 3700 萬個微生物, 簡直就是一艘“航空母艦”；我們隨手抓起一把土壤，里面至少有幾百種微生物，包括大約10億個細菌，12 萬個真菌和2.5 萬個藻類；我們以為刷得潔白的衛生間一定很干淨，事實上，無數的微生物可能正在角落里嘲笑我們。
　　
　　“可愛的小動物”
　　
　　1865 年，法國一個城市里所有酒廠制造的啤酒都莫名其妙地變得特別酸，致使啤酒無法售出。于是，酒廠老板們請來當時著名的化學家巴斯德幫助解決啤酒發酸的問題。巴斯德把發酸的啤酒和不發酸的啤酒分別放到顯微鏡下觀察，經過無數次的比較，終于弄清了原因。原來是一種叫乳酸桿菌的細菌在作怪，是它們使啤酒中的酒精變酸從而使啤酒無法下咽。巴斯德指出︰要想啤酒不發酸，只需將其加熱到60℃並保持30 分鐘左右，把乳酸桿菌殺死。
　　這就是著名的“巴斯德消毒法”。
　　這是微生物史上的一個著名的故事，巴斯德也因其在微生物領域的卓越功勛被譽為“細菌斗士”。不過，巴斯德並不是第一個發現微生物的人。微生物進入人類視野是在17 世紀中葉，荷蘭有一個名叫列文‧虎克的人，他還在當學徒時就產生了一個新奇而大膽的想法︰如果能制造一種特殊的鏡片，可以把看到的東西放大許多倍，用它來觀察那些微小的物體，那該有多好。于是，他開始了艱苦的磨制顯微鏡鏡片的工作。經過艱辛的勞動，他終于做成了可以放大近200 倍的世界上第一台顯微鏡。
　　

　　列文‧虎克曾經找到一個從不刷牙的老頭，從他的牙縫里取下牙垢，然後放在顯微鏡下觀察。鏡頭里的世界讓他驚呆了︰牙垢里竟然有許許多多小生物，它們像魚兒一樣來回游動。但是，由于當時科學還不發達，就連他自己也不知道發現這些細菌有什麼用處，他只是把它們叫做“可愛的小動物”。
　　
　　微生物的世界
　　
　　人類在遙遠的古代就知道，將果實或者糧食按一定工序貯存起來，可以變成美味的酒；用鹽浸制食物，可以防止腐爛。古人也注意到，有時健康的人會突然得病死亡，與病人接觸過的人也會染病而亡，但他們並不知道這是怎麼回事。直到列文‧虎克發現顯微鏡下的“小動物”，巴斯德又揭示出它們與人類的關系，人類才得以了解到這個微觀的世界。
　　現在我們通常所說的“微生物”，意指所有肉眼看不到但具有生命現象的生物，包括細菌、病毒、真菌和一些原生藻類，以及古生菌等。
　　人類觀察到微生物還不到400 年的時間，但它們在地球上已經生活了許久。地球誕生至今已有46 億年，最早的微生物在35 億年前就已經出現在地球上，而人類出現在地球上不過幾百萬年的歷史。由于微生物只怕“明火”，所以地球上除活火山口以外，都是它們的領地，它們生存在人或動植物的體內、空氣稀薄的高空、高壓的深海以及極冷極熱的環境下，就算是在核電站的廢料堆中，它們也能生活得怡然自得。
　　

　　微生物的數量極其龐大，據估計，全球一共有單細胞生物5×1030 種。它們十分渺小，一般只有幾個微米大小，幾十個細菌並排在一起才有一根頭發絲那麼粗。我們偶爾也會在面包或者水果上看到一塊塊的霉斑，那是數以百萬計的微生物集合成的菌落。在顯微鏡下，它們一般呈球狀、桿狀及螺旋狀，當然還有一些特殊的形態，比如“SARS”病毒就是典型的冠狀病毒，在顯微鏡下，它呈放射冠狀，宛如妖艷的有毒之花。還有一些肉眼可見的特殊的微生物——我們所食用的蘑菇。可不要以為它們是蔬菜，它們是由大型真菌發育而來的，我們所看見和食用的“肉質”是它們的子實體，也就是呈傘狀的那部分。靈芝等珍貴藥材也都屬真菌類微生物。
　　大凡渺小的生物都有驚人的生命力，比如大腸桿菌，它們的繁殖力驚人，只要條件適宜，20 分鐘就能分裂一次，一分為二，二變為四，四分為八……如果無限分裂下去，一個大腸桿菌在24 小時內產生的後代的總重量相當于4 個地球的重量！不過，這種呈幾何級數的繁衍，常常受環境、食物等條件的限制，實際上不可能無止境地進行。
　　
　　微生物與生命起源
　　
　　微生物在地球上已經存在幾十億年了，科學家有理由相信︰它們可能和生命起源有關，對它們進行研究也許能帶來有關地外生命的啟示。在地球生命起源的時候，從有生命現象的單細胞生物到多細胞生物，微生物可能參與了其中復雜的生物化學反應，甚至本身就進化成為多細胞生物的一部分，例如植物細胞中的用于光合作用的葉綠體，在形態和光合作用的機能方面，都與光合自養的細菌和單細胞藻類相似。科學家推斷，在漫長的進化中，這些古老的細菌和藻類被較大的生物體所捕獲，融入到細胞中，共同進化成了細胞中的某些細胞器，繼續發揮這些生理功能。
　　

　　在地球上一些特殊的環境，如水壓高達1140 個大氣壓的太平洋海底、炎熱的赤道海域、寒冷的南極冰川、高鹽度的死海和各類強酸和強堿性環境，普通生物是難以生存的，而微生物卻能繁衍下去。科學家相信，生命有可能就是從這些極端環境中誕生的。2002 年，美國地質化學家在位于美國愛達荷州地表以下200 米的地熱溫泉中發現了一種靠氫氣和二氧化碳生活的太古生物。這個重大發現表明，不僅在類似地球生態的其他星球上可能有生命存在，在僅有氫氣和二氧化碳的星球上也可能有生命的萌芽。如果微生物能在這些極端環境下生存，那麼在火星等星球上就可能有生命存在或者將會有生命誕生。甚至有人假設最初的地球生命來自火星，因為那些耐極端環境的微生物可能是在火星上進化出來的，當火星受到撞擊時，被崩裂的石塊帶到了地球，從而才有了今天的地球生命。科學家已經開始對西伯利亞永久凍結地帶（與火星的環境和木星衛星的環境相似）和中國的新疆干旱戈壁進行科考，希望通過對相似環境的微生物研究，來推斷地外生命是否存在。
　　
　　微生物與人類生活
　　
　　“你在一天中能遇到多少生物？”你能回答這個問題嗎？
　　我們看不到它們，它們卻與我們“親密接觸”︰一張流通著的紙幣上有30 萬～ 3700萬個微生物, 簡直就是一艘“航空母艦”；我們隨手抓起一把土壤，里面至少有幾百種微生物，包括大約10 億個細菌，12 萬個真菌和2.5 萬個藻類；我們以為刷得潔白的衛生間一定很干淨，事實上，無數的微生物可能正在角落里嘲笑我們。當然，這些微生物大多是非致病的。
　　

　　還有一個問題︰這些微生物與我們的生活有著怎樣的聯系？讓我們來看一組鏡頭︰早上你喝了壞掉的牛奶，不僅有難聞的酸味並且還會讓你拉肚子，但如果是可口的酸奶，不僅會讓你食欲大增而且營養豐富；你在準備佳肴時，使用醬油和醋讓食物更鮮美，還擺上了美酒和別具風味的泡菜；你感冒了，為了早點好起來，你服用了抗生素。這些都是各種微生物的產物。
　　人類的日常生活離不開微生物的幫助。乳酸菌和酵母發酵工藝被廣泛應用于各類飲料、調味品和食品添加劑等生產中；利用微生物發酵，形成了氨基酸產業和新興的生物制藥工業；在廢水處理和消除環境污染方面，它們也日益受到重視。
　　如上文所說，列文‧虎克在牙垢中觀察到了微生物，在我們的體內，也有一個龐大而且與我們的健康密切相關的微生物世界。不要說在我們的皮膚和頭發里的微生物部落，在我們的內髒中就有近90 萬億個細菌正“安營扎寨”。我們之所以會長齲齒，不是真的有蛀蟲，而是因為口腔中有各種細菌生存，它們在分解利用食物中的糖類時產生許多有機酸，會腐蝕牙齒，留下難看的小洞和黑斑。
　　人的大腸更是微生物的天堂，因為那里有豐富的食物，合適的酸堿度和溫度。這些菌群通常對人體沒有危害，相反它們還有一個文雅的名字——“益生菌”（意指有利于生命）。這些益生菌佔體內微生物總量的約80％，它們在自我繁殖生活的同時也為人體做出了許多貢獻，它們可以提供維生素B1、B2、 B3、K，葉酸及氨基酸等物質，幫助人體降解食物，參與食物的消化和吸收。
　　人體的皮膚和體內都有數量龐大、種類繁多的微生物群，但通常它們和我們的身體相處融洽，它們中的絕大多數都是非致病的。但是，當致病菌進入我們體內或者體內微生物群紊亂時，我們就有可能因不能抵抗它們而生病。
　　

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