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科学普及

【陕西日报】微生物的“海洋”

发表日期:2020-03-16来源:放大 缩小

  本报记者 张梅 通讯员 李勃

  农历庚子年前夕,一场突如其来的新冠肺炎疫情,影响并改变着我们每个人的生活轨迹。提起这场疫情的罪魁祸首——新型冠状病毒,我们莫不咬牙切齿。

  不仅仅是新型冠状病毒,自从19世纪人类认识以病毒、细菌为代表的微生物以来,就对它们充满害怕与担忧。在史料记载中,由致病微生物肆虐造成的各种疾疫,给人类社会造成了巨大的损失,甚至改变了一些国家、地区发展的走向。

  在很多人眼里,病毒、细菌这些名字听起来可怕,意味着敌人。但事实上,并不是所有的微生物都有害,相反很多是我们须臾不能离开的朋友。我们有必要认识它们,学会和它们相处。

  人类自诞生以来,都一直身处微生物的“海洋”中。先来看一些数据:

  随便抓起一把泥土,里面的微生物总量可能远远超过地球上人口数量的总和;每张流通中的纸币携带的细菌数量大约900万个;手机上细菌数量甚至超过马桶里的细菌数量……

  我们的皮肤、口腔和肠道等部位携带着大量的微生物,据估算,每平方厘米的皮肤大约有10万个细菌;口腔里的细菌种类超过500种;肠道的微生物总量甚至多达100万亿;每个喷嚏飞沫,含有4500个到15万个微生物……

  对我们人类来说,微生物的“海洋”亦福亦祸,它们中既有我们的朋友,也有我们的敌人。

  民以食为天。很多食品的加工都要仰仗微生物的参与。今天的早餐,我吃了一个馒头。你呢?或许是一块面包。午餐,我吃了一碗烩麻食,烩麻食少不了醋和酱油这些佐料。你呢?不管你吃的什么菜,酱油恐怕都少不了吧。晚餐,我喝了一杯益生菌酸奶。你呢,有没有和朋友小酌几杯?

  馒头、面包、酸奶的发酵需要乳酸菌、酵母菌等多种微生物的参与,酿制酱油、醋、酒等也同样离不开微生物的帮助。我们以酿酒为例。我们平时所喝的各种酒精饮料大多都是利用曲霉、酵母、乳酸菌等多种微生物进行粮食发酵得到的产物。粮食种类不同,所用微生物及酿造过程也不一样。酒曲酿酒是我国传统酿酒的精华所在。最早用于酿酒的酒曲实际上就是由发霉的谷物演变而来。在经过强烈蒸煮的白米中,接入曲霉、根霉等真菌的分生孢子,然后在特定温度和湿度下放置一段时间后,米粒上便会茂盛地生长出菌丝,此即酒曲。这些微生物通过发酵的作用,使粮食中的淀粉类物质转化为酒精、糖、氨基酸等各种营养物质,从而形成了风味独特的各类美酒。

  认识朋友,我们还应看看它们与我们每个个体的关系。人体的健康同样离不开微生物。我们的体内存在着大量的微生物,与我们形成共生关系,休戚与共。以肠道菌群为例,人体肠道内寄生着大约10万亿个不同种类的细菌,如大肠杆菌、乳酸菌等,它们能对人的体重和肠道消化吸收产生影响、帮助机体抵御感染和减少自体免疫疾病的患病风险,还能影响人体对癌症治疗药物的反应。除此之外,随着人类对微生物认识水平的不断提升,微生物还能在工业、农业、生物医药等很多领域被利用,造福人类社会。

  微生物“朋友”与我们人类关系密切,它们的好处不一而足。

  同样,作为“敌人”,它们的破坏力也是显而易见的。像青霉菌、灰霉菌等真菌能够加速食物的腐烂变质,烟草花叶病毒以及冠状病毒等能引起动植物的疾病,再到人类的很多疾疫(如幽门螺杆菌感染引发胃溃疡甚至胃癌),这些都与微生物有着密切的关系。

  说到这里,有人也许会问,这些亦敌亦友的“大咖”,为什么能如此“善变”?

  这主要取决于微生物有以下几个特点:

  一是个体小。例如,一个大肠杆菌的平均长度是2微米,将1500个首尾相连只有一粒芝麻那么长;10亿个细菌加起来的重量仅仅只有1毫克左右。而病毒的个体则更小,像人人皆知的冠状病毒,它们的个体直径只有80~120纳米,体积比细菌还小近百倍。个体微小的特点有利于微生物和周围环境进行物质、能量、信息的交换。同时也使得它们几乎无孔不入,从几千米的深海到上万米的高空,从炎热干旱的沙漠到寒冷荒凉的冰川,处处都能见到它们的身影。

  二是结构简单、繁殖迅速。我们所熟悉的细菌,都是没有细胞核的原核生物,它们不像真核生物那样有各种复杂的细胞器,也没有形成细胞核。尽管生命形式非常原始,但却很高效。例如大肠杆菌,虽然它的生命周期很短,但在20分钟内就可以繁殖一代。

  三是适应环境能力强。作为地球上出现最早的生命形式,微生物尽管原始、微小,但它们适应环境的能力却远比我们人类强大得多。

  正如《微生物学(全彩色版)》(高等教育出版社,2009)所言:“微生物与人类关系的重要性,你怎么强调都不过分,微生物是一把十分锋利的双刃剑,它们在给人类带来巨大利益的同时也带来‘残忍’的破坏。它给人类带来的不仅是享受,而且实际上涉及人类的生存。”

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

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