科普:你所不知道的微生物世界——人类和细菌

2021-04-25

1、微生物世界

       提起细菌,大家总是觉得恐怖,我们都要避而远之,事实上,我们根本没有必要那么害怕,因为它们始终和我们在一起,确切地说是我们生活在他们的世界中。


       它们的数量多到你根本无法想象。如果你是一个健康的人,与大多数人一样讲卫生,那么大约会有一万亿个细菌在你的皮肤上进食,平均每平方厘米上有几千万个。它们在那里每天要吃掉的皮屑是10亿片,还要再加上从你的每个毛孔和组织中渗出来的美味油脂,增强体质的矿物质,你是它们享用不尽的自助餐,还给它们提供了一个温暖又能到处免费旅行的家。作为感谢,它们给了你体臭。


       此外,还有数不清的细菌在你的身体里,它们在你的眼睛表面游泳,在你的牙釉质上钻孔,有的在肠道里帮你分解糖、处理淀粉,有的向其他细菌发起进攻。每个人的身体大约由1亿亿个细胞组成,但却寄生了10亿亿个细菌的细胞。因此,细菌是我们身体的绝大一部分。当然,从细菌的角度看,我们是生活在它们的世界中,而且还是它们很小的一部分。感觉惊奇吗?

2.我们在不停地战胜它们?


       我们比细菌的体型庞大太多,头脑又聪明,还会使用抗生素和杀菌剂,是不是总是以为它们注定会失败,我们会不停地战胜它们?


       事实上,在还没有我们人类的几十亿年中,细菌活得好好的。但如果没有了它们,我们连一天也活不了。它们处理我们产生的垃圾,使它们重新变得有用。没有他们的辛勤咀嚼,什么也不会腐烂。细菌净化污水,保持土壤的肥沃。


       细菌把空气中的氮转化成核苷酸和氨基酸。这是一件非常伟大的事。我们的生存完全依赖于此。如果让现代工厂来制造化肥,工厂必须把原材料加热到500摄氏度,再施加300个大气压强。而细菌不慌不忙,几乎可以在任何自然条件下,日夜无休地做着同样的事。感谢细菌,否则所有大型动物都不能存活。氮也是生物的必须物质,通过循环利用会转化成我们需要的蛋白质。


       特别重要的是,正是微生物不断为我们提供可呼吸的空气,并保持大气稳定。地球上的氧气主要有两个来源,一个是陆地植物的光合作用,另一个就是海洋微生物的光合作用。陆地植物是白天光合作用释放出氧气,晚上通过呼吸作用要把氧气吃回来一部分,两相抵消,所剩不多。包括现代蓝菌,也被称为蓝绿藻在内的海洋微生物则不同,它们白天勤勤恳恳地释放氧气,这些氧气以小气泡的方式进入大气,但是到了晚上,它们吃不回来了,海水里面溶解的氧气是很有限的。我们要感谢它们给我们制造了绝大多数的氧气。

3.它们会“互相帮助”


       大约每100万次细胞分裂,就会产生一个突变体。对生物而言,变化意味着风险。但是,有时在很偶然的情况下,这一新的细菌会获得一些意想不到的能力。例如刚好可以抵御抗生素,于是细菌便可以共享这一能力。任何一个细菌都可以从别的细菌身上获得一小段基因编码甚至整条染色体。所以,具备耐药性的细菌不一定是这个基因突变体的后代。如果一个细菌死了,它的DNA可以释放到环境中,被其他细菌摄取后,那些细菌也获得了耐药性。它们竟然可以无私地共享能力,就好比我们人类能从昆虫那获得必要的基因,长出翅膀或是能在天花板上行走一样。你感觉惊奇吗?

4.它们的生存能力极强


       比如你用一块湿抹布擦了一下柜子,它们就会在上面滋生,就像是凭空而来。它们什么都吃,不论是木头、墙纸上的胶水还是干漆中的金属颗粒。澳大利亚的科学家发现了一种叫饮固硫杆菌的细菌,它们竟然可以生活在足以融化金属的浓硫酸中。


       细菌的生存范围极为广泛,南极洲麦克默多干谷的冰水池中、太平洋超过11000米深的海底。生存能力最强的可能是一种叫链球菌的细菌。它躲在密封的照相机镜头中,在月球上呆了两年之后,又恢复了生机。


       人类已知的细菌仅有500种,而今天,细菌种类的数量已经超过1万种。不过,还是远少于3万多种藻类,7万多种真菌和3万多种变形虫。


       按照《国家地理》杂志中的说法,大约每1000种微生物中只有一种是会致病的。但我们依然认为致病微生物太多了,微生物是人类的第三号杀手。

       历史上一度出现过许多可怕的传染病。如1485年到1552年间,在英国经常会爆发一种可怕的传染病——汗热病,每次爆发都会夺去成千上万的生命,但好在每次流行的时间都很短暂。病菌夺去生命的同时也毁了自己,它们中的绝大多数还没来得及转移。对传染性病菌来讲,杀人的效率太高也不是什么好事,它们会与人类共同死去。

       外界有那么多的东西可能伤害到你,你的体内存在着大量的不同类型的防御性白细胞,总数可以达到上千万种,每一种都被设计成识别和消灭某种特定的入侵者。要同时维持1000万支常备军,是不可能的,也是没有效率的。因此每种白细胞都会保留几个哨兵警戒,一旦病原出现,相关的哨兵就会识别出入侵者,立即发出求援信号,于是,对症的白细胞部队就会蜂拥而至。当身体大量生产这些白细胞时,你就会感到难受。所以感冒症状最严重的时候,也就是病程快要结束的时候。


分享
写评论...