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        科學普及

        【陜西日報】微生物的“海洋”

        發表日期:2020-03-16來源:放大 縮小

          本報記者 張梅 通訊員 李勃

          農歷庚子年前夕,一場突如其來的新冠肺炎疫情,影響并改變著我們每個人的生活軌跡。提起這場疫情的罪魁禍首——新型冠狀病毒,我們莫不咬牙切齒。

          不僅僅是新型冠狀病毒,自從19世紀人類認識以病毒、細菌為代表的微生物以來,就對它們充滿害怕與擔憂。在史料記載中,由致病微生物肆虐造成的各種疾疫,給人類社會造成了巨大的損失,甚至改變了一些國家、地區發展的走向。

          在很多人眼里,病毒、細菌這些名字聽起來可怕,意味著敵人。但事實上,并不是所有的微生物都有害,相反很多是我們須臾不能離開的朋友。我們有必要認識它們,學會和它們相處。

          人類自誕生以來,都一直身處微生物的“海洋”中。先來看一些數據:

          隨便抓起一把泥土,里面的微生物總量可能遠遠超過地球上人口數量的總和;每張流通中的紙幣攜帶的細菌數量大約900萬個;手機上細菌數量甚至超過馬桶里的細菌數量……

          我們的皮膚、口腔和腸道等部位攜帶著大量的微生物,據估算,每平方厘米的皮膚大約有10萬個細菌;口腔里的細菌種類超過500種;腸道的微生物總量甚至多達100萬億;每個噴嚏飛沫,含有4500個到15萬個微生物……

          對我們人類來說,微生物的“海洋”亦福亦禍,它們中既有我們的朋友,也有我們的敵人。

          民以食為天。很多食品的加工都要仰仗微生物的參與。今天的早餐,我吃了一個饅頭。你呢?或許是一塊面包。午餐,我吃了一碗燴麻食,燴麻食少不了醋和醬油這些佐料。你呢?不管你吃的什么菜,醬油恐怕都少不了吧。晚餐,我喝了一杯益生菌酸奶。你呢,有沒有和朋友小酌幾杯?

          饅頭、面包、酸奶的發酵需要乳酸菌、酵母菌等多種微生物的參與,釀制醬油、醋、酒等也同樣離不開微生物的幫助。我們以釀酒為例。我們平時所喝的各種酒精飲料大多都是利用曲霉、酵母、乳酸菌等多種微生物進行糧食發酵得到的產物。糧食種類不同,所用微生物及釀造過程也不一樣。酒曲釀酒是我國傳統釀酒的精華所在。最早用于釀酒的酒曲實際上就是由發霉的谷物演變而來。在經過強烈蒸煮的白米中,接入曲霉、根霉等真菌的分生孢子,然后在特定溫度和濕度下放置一段時間后,米粒上便會茂盛地生長出菌絲,此即酒曲。這些微生物通過發酵的作用,使糧食中的淀粉類物質轉化為酒精、糖、氨基酸等各種營養物質,從而形成了風味獨特的各類美酒。

          認識朋友,我們還應看看它們與我們每個個體的關系。人體的健康同樣離不開微生物。我們的體內存在著大量的微生物,與我們形成共生關系,休戚與共。以腸道菌群為例,人體腸道內寄生著大約10萬億個不同種類的細菌,如大腸桿菌、乳酸菌等,它們能對人的體重和腸道消化吸收產生影響、幫助機體抵御感染和減少自體免疫疾病的患病風險,還能影響人體對癌癥治療藥物的反應。除此之外,隨著人類對微生物認識水平的不斷提升,微生物還能在工業、農業、生物醫藥等很多領域被利用,造福人類社會。

          微生物“朋友”與我們人類關系密切,它們的好處不一而足。

          同樣,作為“敵人”,它們的破壞力也是顯而易見的。像青霉菌、灰霉菌等真菌能夠加速食物的腐爛變質,煙草花葉病毒以及冠狀病毒等能引起動植物的疾病,再到人類的很多疾疫(如幽門螺桿菌感染引發胃潰瘍甚至胃癌),這些都與微生物有著密切的關系。

          說到這里,有人也許會問,這些亦敵亦友的“大咖”,為什么能如此“善變”?

          這主要取決于微生物有以下幾個特點:

          一是個體小。例如,一個大腸桿菌的平均長度是2微米,將1500個首尾相連只有一粒芝麻那么長;10億個細菌加起來的重量僅僅只有1毫克左右。而病毒的個體則更小,像人人皆知的冠狀病毒,它們的個體直徑只有80~120納米,體積比細菌還小近百倍。個體微小的特點有利于微生物和周圍環境進行物質、能量、信息的交換。同時也使得它們幾乎無孔不入,從幾千米的深海到上萬米的高空,從炎熱干旱的沙漠到寒冷荒涼的冰川,處處都能見到它們的身影。

          二是結構簡單、繁殖迅速。我們所熟悉的細菌,都是沒有細胞核的原核生物,它們不像真核生物那樣有各種復雜的細胞器,也沒有形成細胞核。盡管生命形式非常原始,但卻很高效。例如大腸桿菌,雖然它的生命周期很短,但在20分鐘內就可以繁殖一代。

          三是適應環境能力強。作為地球上出現最早的生命形式,微生物盡管原始、微小,但它們適應環境的能力卻遠比我們人類強大得多。

          正如《微生物學(全彩色版)》(高等教育出版社,2009)所言:“微生物與人類關系的重要性,你怎么強調都不過分,微生物是一把十分鋒利的雙刃劍,它們在給人類帶來巨大利益的同時也帶來‘殘忍’的破壞。它給人類帶來的不僅是享受,而且實際上涉及人類的生存?!?/p>

          http://esb.sxdaily.com.cn/pc/content/202003/13/content_717022.html

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