無處不在的細(xì)菌

無處不在的細(xì)菌

細(xì)菌太小了，你很難用肉眼看到它們，但它們分布非常廣，與我們的生活息息相關(guān)。（通常我們說到“細(xì)菌”一詞時，都使用它的復(fù)數(shù)形式，即“bacteria”，這是因為你很難想象一個細(xì)菌單獨存在的場景?！凹?xì)菌”一詞的單數(shù)形式是“bacterium”。）

人們認(rèn)識細(xì)菌才短短幾百年，但其實在此之前，人們一直在利用細(xì)菌，尤其是在制作美味的食物時，不過那時的人們并沒有意識到這一點。我們剛開始了解細(xì)菌時，知道得很少，只知道它們會引發(fā)可怕的疾病?，F(xiàn)在，人們終于認(rèn)識到，有益的細(xì)菌能幫助我們戰(zhàn)勝疾病、使土壤肥沃，甚至還能發(fā)動家里的汽車。

細(xì)菌的壞名聲是怎么來的？

假如你身邊的人突然病入膏肓，而且還不知道是怎么得病的，應(yīng)該怎么治，你該怎么辦？數(shù)千年以來，人們把患病或身體衰弱歸因于諸如霉運、難聞的氣味甚至月圓等，其實他們并沒有找到問題的關(guān)鍵。

現(xiàn)在我們知道，一些輕微感染和致命的疾病都與細(xì)菌有關(guān)，比如黑死?。ㄓ墒笠邨U菌導(dǎo)致）。這是否意味著，只要一說到“細(xì)菌”，我們就要聞之色變？其實不必如此。我們已漸漸認(rèn)識到，并非所有的細(xì)菌都是有害的，有些細(xì)菌還能夠幫助我們對抗疾病。

你了解細(xì)菌嗎？

細(xì)菌是地球上最古老、最簡單、最普遍的生命形態(tài)之一。第一代細(xì)菌誕生于約35億年前。大多數(shù)細(xì)菌長約1微米，也就是1米的一百萬分之一。也就是說，25,000個細(xì)菌并排才有25毫米長。

雖然細(xì)菌很小，但地球上所有的細(xì)菌加起來，比地球上所有植物和動物的體重之和還重。有的細(xì)菌可以在極熱或極冷的環(huán)境中生存，還有的細(xì)菌能存活于海底。事實上，你的身體內(nèi)有多達(dá)100萬億個細(xì)菌。幸運的是，身體內(nèi)的大多數(shù)細(xì)菌都是無害的，甚至是有益的。

顯微鏡問世于16世紀(jì)90年代，它讓人們第一次清楚地看見肉眼難以辨認(rèn)的微生物。列文虎克是一位自學(xué)成才的荷蘭科學(xué)家。1676年，他使用自己制作的顯微鏡觀察并記錄下一滴湖水中的細(xì)菌，成為這一領(lǐng)域內(nèi)的第一人。很快，其他科學(xué)家開始思考這些小東西是否和疾病有關(guān)。

你能過沒有細(xì)菌的生活嗎？

既然歷史上由細(xì)菌引起的致命疾病不在少數(shù)，你是否設(shè)想過生活在一個沒有細(xì)菌的“理想世界”里呢？事實上，細(xì)菌大家族并不全是壞蛋。大千世界、萬事萬物其實都離不開細(xì)菌。勤勞的細(xì)菌每時每刻都在工作，它們幫助人們保持健康，分解垃圾，保持土壤肥力?？傊?，它們對環(huán)境的良性平衡做出了巨大貢獻(xiàn)。

假如世界上沒有了細(xì)菌，死亡的生物會堆積成山，占據(jù)其他生物的生存空間。細(xì)菌能把死亡的生物體分解成營養(yǎng)物質(zhì)，使其重新回到食物鏈當(dāng)中，從而為其他生物提供生存空間。

你的身體需要不斷攝入能量，以保證你做運動或者完成家庭作業(yè)。生存所需的能量來源于食物，但如果你的消化系統(tǒng)內(nèi)沒有細(xì)菌參與食物分解的話，你可沒法把食物轉(zhuǎn)化為自己所需的能量。

如果沒有細(xì)菌幫助土壤變得肥沃，農(nóng)作物就難以生長。通過大自然神奇的化學(xué)反應(yīng)，土壤里的細(xì)菌為農(nóng)作物提供養(yǎng)料并使它們長勢良好。與細(xì)菌建立起互惠關(guān)系的植物，還會為其他植物帶來好處。

人體內(nèi)細(xì)菌的數(shù)量是人體細(xì)胞數(shù)量的十來倍，幸運的是，它們大多數(shù)是益生菌，一些益生菌還能對抗寄生蟲引起的疾病。這些可惡的寄生蟲藏在你的身體里，還攝取養(yǎng)分！另一些細(xì)菌則負(fù)責(zé)對抗有害的細(xì)菌和它們引發(fā)的感染，例如結(jié)膜炎（一種由細(xì)菌引起的眼部炎癥）。

你 知 道 嗎

①細(xì)菌形狀各異，是單細(xì)胞生物。細(xì)胞膜和細(xì)胞壁起保護(hù)作用。鞭子形狀的鞭毛就像扇動的尾巴，推動細(xì)菌前進(jìn)。細(xì)胞內(nèi)部含有核糖體和擬核，核糖體能提供細(xì)胞必需的蛋白質(zhì)，而擬核攜帶用于繁殖的遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸。

②細(xì)菌持續(xù)地活躍在你的身體內(nèi)。如果你不小心把有害細(xì)菌吃到了肚子里，你很快就會感覺不舒服。幸運的是，人體內(nèi)有大量的有益細(xì)菌，它們能幫助你消化食物，同時免受疾病的侵害。

③恐龍并不是地球上最早出現(xiàn)的生物。第一代恐龍誕生于約2.3億年前。那個時候，細(xì)菌已經(jīng)在地球上存活了30多億年了。

④細(xì)菌甚至還上過外太空。有幾種細(xì)菌搭著宇航服和航空設(shè)備的“順風(fēng)車”，被送入了太空。

假如食物的味道都是千篇一律的……天哪，多虧了細(xì)菌，我們才有了諸如奶酪、酸奶和薩拉米香腸（一種腌制的肉腸）等美食！

腹瀉可不是鬧著玩的，有時它會帶來很嚴(yán)重的后果。幸運的是，生活在人體消化系統(tǒng)里的細(xì)菌無時無刻不在保護(hù)你免受腹瀉的折磨。一些細(xì)菌甚至能幫助你避免因服用抗生素引起的腹瀉。

你的身體是如何利用細(xì)菌的？

我們已經(jīng)知道，益生菌遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于致病菌，某些益生菌還是治療疾病的能手。我們的身體利用這些益生菌來抵御外界的侵害，恢復(fù)并保持健康。一些益生菌充當(dāng)人體口腔和鼻腔的守衛(wèi)，抵擋外界的侵害，包括其他細(xì)菌的侵害。還有一些益生菌生活在我們的腸胃里，幫助消化食物。

還有些細(xì)菌在外部世界保護(hù)你。有一種細(xì)菌能感染虐蚊，被感染的蚊子還沒吸上你的血就一命嗚呼了！

你 知 道 嗎

1907年，俄羅斯科學(xué)家梅奇尼可夫注意到，他的病人中年齡最大且身體狀況最好的人經(jīng)常食用一種酸牛奶，他把這種酸牛奶中的細(xì)菌稱作“益生菌”，并鼓勵人們攝入此類益生菌。

垃圾真的沒用了嗎？

想想看，把家庭垃圾重新利用起來，制成肥料，是不是很有趣？不過我們現(xiàn)在考慮的是把整個城市的垃圾全部利用起來！世界上許多地方正在做這樣的嘗試，當(dāng)然這少不了細(xì)菌的參與。這種細(xì)菌參與的回收工作對每個人都是有益的。這使得政府能夠更有效率地處理垃圾，而不是將它們堆積成山，細(xì)菌也從中獲得了充足的“養(yǎng)料”，不過某些副作用也是不可避免的。有人曾經(jīng)設(shè)想：垃圾可以用來發(fā)電嗎？科學(xué)家們正在不停地找尋利用細(xì)菌的新方法。

牧民利用細(xì)菌喂養(yǎng)牛群已經(jīng)有超過200年的歷史了。牛群食用的青貯飼料就是玉米、燕麥和苜蓿經(jīng)過細(xì)菌發(fā)酵后的產(chǎn)物。細(xì)菌對垃圾的“食欲”真的很旺盛！科學(xué)家甚至還合成了一種能消滅核電站有毒廢料的細(xì)菌呢

石油泄漏對于沿海地區(qū)有著致命的影響，不過也有一些細(xì)菌以漂浮在海面上的石油為食。人們正在計劃利用細(xì)菌清除污染海洋的石油，“吃”過石油的細(xì)菌還可以成為海洋生物的餌料

將來有一天可能能夠用尿來給移動電話的電池充電了。科學(xué)家已經(jīng)成功地找到一種方法，能將尿液與細(xì)菌混合來給移動電話充電

幾個世紀(jì)以前，人們總是把糞便直接倒在街上，或者排進(jìn)直通河流的管道里。現(xiàn)代的糞便處理系統(tǒng)則利用細(xì)菌來處理人類的糞便，這個過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品也是很有用的。細(xì)菌在糞便處理廠里“消化”人類糞便時，會產(chǎn)生大量的甲烷。這是一種可燃?xì)怏w，如果任其散逸到大氣層中，會造成全球氣候變暖。于是，一些工廠將這種氣體集中燃燒，用來發(fā)電

細(xì)菌可以做工業(yè)原料嗎？

細(xì)菌已成為科學(xué)家、醫(yī)生和工程師的寵兒。不僅如此，一些新的產(chǎn)業(yè)也發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌的新用處。許多企業(yè)競相尋找方法，來利用細(xì)菌的新功能，開發(fā)細(xì)菌的新用途，這同時也為人們創(chuàng)造了新的工作機(jī)會。這些工作涉及各個方面，包括種植、能源甚至?xí)r尚領(lǐng)域。細(xì)菌也許還能讓我們最終擺脫對石油等化石燃料的依賴。

如今， 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌體內(nèi)有對抗疾病的基因。 他們把細(xì)菌的這種基因移植到植物上，使其不僅能抵御病害，還能把這種基因傳給下一代。

土壤里的細(xì)菌能產(chǎn)生微弱的電荷， 在美國哈佛大學(xué)的科學(xué)家手里，這種細(xì)菌被成功地制成了一塊電池！

黃麻布和亞麻布的生產(chǎn)離不開細(xì)菌，細(xì)菌使植物的纖維結(jié)構(gòu)變得松散，利于紡織，而且紡出的布經(jīng)久耐用。

乙醇， 由玉米或甘蔗中的糖分轉(zhuǎn)換而來， 能替代傳統(tǒng)的汽油和柴油作為燃料使用。但玉米和甘蔗是珍貴的糧食，所以科學(xué)家正努力尋找新的細(xì)菌，以期在不消耗糧食的前提下，更有效率地產(chǎn)出糖分。有的細(xì)菌僅靠陽光就能分泌糖分！

前景如何？

從第一次發(fā)現(xiàn)細(xì)菌至今，人類對細(xì)菌的認(rèn)識已經(jīng)邁進(jìn)了一大步。我們知道，有些細(xì)菌是致命的殺手，而另外一些則是善良的“雷鋒”，我們也知道了這些單細(xì)胞生物是怎樣生存和繁殖的。在科學(xué)家們的不懈努力下，細(xì)菌在醫(yī)學(xué)、餐飲、工業(yè)和運輸?shù)阮I(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。今后的道路會是什么樣的呢？它們會成為治療絕癥的靈丹妙藥嗎？會為人類開發(fā)出新的能源嗎？會為我們的子孫后代營造更加干凈衛(wèi)生的居住環(huán)境嗎？

細(xì)菌在治療癌癥方面具有巨大的潛力。一種叫作梭菌的細(xì)菌能在腫瘤組織內(nèi)的無氧環(huán)境下存活，這些細(xì)菌或許能夠把殺滅癌細(xì)胞的藥物準(zhǔn)確地帶入腫瘤中。

由汽車尾氣和工業(yè)廢氣造成的空氣污染讓很多城市居民苦惱不已，細(xì)菌或許能清除空氣中的有害物質(zhì)?？茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大氣中某些細(xì)菌的神奇功能，它們能分泌出中和或消耗污染物的化學(xué)物質(zhì)。

肥料里的氮元素能滲入河流，并流入大海，這會導(dǎo)致海洋藻類的瘋長。如此一來，海洋里的其他生物就無法存活了。細(xì)菌能用來中和氮元素，并將氮元素?zé)o害地排放到大氣中。

從礦石當(dāng)中提煉出含量稀少的珍貴礦物，是一件非常困難的事情。新興技術(shù)“生物采礦”運用酸液和細(xì)菌提煉礦物。細(xì)菌會與礦石發(fā)生反應(yīng)，并提煉出不含雜質(zhì)的金屬礦物。

有時候，生活在腸道中抗感染并幫助消化的益生菌也需要你的幫助。隨著人們肌體的老化，這些細(xì)菌的活性也有所下降。那么，攝入一些富含這些益生菌的食物吧！

嘗試一下

未來，你認(rèn)為細(xì)菌會在哪些方面改變我們的生活呢？你認(rèn)為細(xì)菌會在哪些產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮重要作用呢——工業(yè)、農(nóng)業(yè)還是餐飲業(yè)？你還有哪些新奇的想法？把你的好主意發(fā)給我們，我們會將最有趣的創(chuàng)意發(fā)表在2016年第12期的雜志上哦！別忘了我們的郵箱：xxsdam@126.com，也可以加糖果姐姐的QQ：2049377939或者關(guān)注微信公眾平臺xxsdam。

[英]羅杰·卡納萬 [英]馬克·柏金 高 偉 李芝穎

選自安徽科學(xué)技術(shù)出版社《無處不在的細(xì)菌》