科學(xué)普及

  本報(bào)記者 張梅 通訊員 李勃

  農(nóng)歷庚子年前夕,一場(chǎng)突如其來(lái)的新冠肺炎疫情,影響并改變著我們每個(gè)人的生活軌跡。提起這場(chǎng)疫情的罪魁禍?zhǔn)住滦凸跔畈《?,我們莫不咬牙切齒。

  不僅僅是新型冠狀病毒,自從19世紀(jì)人類認(rèn)識(shí)以病毒、細(xì)菌為代表的微生物以來(lái),就對(duì)它們充滿害怕與擔(dān)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(huì)造成了巨大的損失,甚至改變了一些國(guó)家、地區(qū)發(fā)展的走向。

  在很多人眼里,病毒、細(xì)菌這些名字聽(tīng)起來(lái)可怕,意味著敵人。但事實(shí)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(kāi)的朋友。我們有必要認(rèn)識(shí)它們,學(xué)會(huì)和它們相處。

  人類自誕生以來(lái),都一直身處微生物的“海洋”中。先來(lái)看一些數(shù)據(jù):

  隨便抓起一把泥土,里面的微生物總量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)地球上人口數(shù)量的總和;每張流通中的紙幣攜帶的細(xì)菌數(shù)量大約900萬(wàn)個(gè);手機(jī)上細(xì)菌數(shù)量甚至超過(guò)馬桶里的細(xì)菌數(shù)量……

  我們的皮膚、口腔和腸道等部位攜帶著大量的微生物,據(jù)估算,每平方厘米的皮膚大約有10萬(wàn)個(gè)細(xì)菌;口腔里的細(xì)菌種類超過(guò)500種;腸道的微生物總量甚至多達(dá)100萬(wàn)億;每個(gè)噴嚏飛沫,含有4500個(gè)到15萬(wàn)個(gè)微生物……

  對(duì)我們?nèi)祟悂?lái)說(shuō),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(gè)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(méi)有和朋友小酌幾杯?

  饅頭、面包、酸奶的發(fā)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(kāi)微生物的幫助。我們以釀酒為例。我們平時(shí)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(jìn)行糧食發(fā)酵得到的產(chǎn)物。糧食種類不同,所用微生物及釀造過(guò)程也不一樣。酒曲釀酒是我國(guó)傳統(tǒng)釀酒的精華所在。最早用于釀酒的酒曲實(shí)際上就是由發(fā)霉的谷物演變而來(lái)。在經(jīng)過(guò)強(qiáng)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(shí)間后,米粒上便會(huì)茂盛地生長(zhǎng)出菌絲,此即酒曲。這些微生物通過(guò)發(fā)酵的作用,使糧食中的淀粉類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為酒精、糖、氨基酸等各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而形成了風(fēng)味獨(dú)特的各類美酒。

  認(rèn)識(shí)朋友,我們還應(yīng)看看它們與我們每個(gè)個(gè)體的關(guān)系。人體的健康同樣離不開(kāi)微生物。我們的體內(nèi)存在著大量的微生物,與我們形成共生關(guān)系,休戚與共。以腸道菌群為例,人體腸道內(nèi)寄生著大約10萬(wàn)億個(gè)不同種類的細(xì)菌,如大腸桿菌、乳酸菌等,它們能對(duì)人的體重和腸道消化吸收產(chǎn)生影響、幫助機(jī)體抵御感染和減少自體免疫疾病的患病風(fēng)險(xiǎn),還能影響人體對(duì)癌癥治療藥物的反應(yīng)。除此之外,隨著人類對(duì)微生物認(rèn)識(shí)水平的不斷提升,微生物還能在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)藥等很多領(lǐng)域被利用,造福人類社會(huì)。

  微生物“朋友”與我們?nèi)祟愱P(guān)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(jiàn)的。像青霉菌、灰霉菌等真菌能夠加速食物的腐爛變質(zhì),煙草花葉病毒以及冠狀病毒等能引起動(dòng)植物的疾病,再到人類的很多疾疫(如幽門(mén)螺桿菌感染引發(fā)胃潰瘍甚至胃癌),這些都與微生物有著密切的關(guān)系。

  說(shuō)到這里,有人也許會(huì)問(wèn),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(gè)特點(diǎn):

  一是個(gè)體小。例如,一個(gè)大腸桿菌的平均長(zhǎng)度是2微米,將1500個(gè)首尾相連只有一粒芝麻那么長(zhǎng);10億個(gè)細(xì)菌加起來(lái)的重量?jī)H僅只有1毫克左右。而病毒的個(gè)體則更小,像人人皆知的冠狀病毒,它們的個(gè)體直徑只有80~120納米,體積比細(xì)菌還小近百倍。個(gè)體微小的特點(diǎn)有利于微生物和周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換。同時(shí)也使得它們幾乎無(wú)孔不入,從幾千米的深海到上萬(wàn)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(jiàn)到它們的身影。

  二是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繁殖迅速。我們所熟悉的細(xì)菌,都是沒(méi)有細(xì)胞核的原核生物,它們不像真核生物那樣有各種復(fù)雜的細(xì)胞器,也沒(méi)有形成細(xì)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(nèi)就可以繁殖一代。

  三是適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)。作為地球上出現(xiàn)最早的生命形式,微生物盡管原始、微小,但它們適應(yīng)環(huán)境的能力卻遠(yuǎn)比我們?nèi)祟悘?qiáng)大得多。

  正如《微生物學(xué)(全彩色版)》(高等教育出版社,2009)所言:“微生物與人類關(guān)系的重要性,你怎么強(qiáng)調(diào)都不過(guò)分,微生物是一把十分鋒利的雙刃劍,它們?cè)诮o人類帶來(lái)巨大利益的同時(shí)也帶來(lái)‘殘忍’的破壞。它給人類帶來(lái)的不僅是享受,而且實(shí)際上涉及人類的生存。”

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

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