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2012年11月14日 星期三
中青在线

细菌才是宇宙的主人

作者 [美] 托比·马尔科特 《 青年参考 》( 2012年11月14日   35 版)

    人类大可自诩为地球之王,毕竟我们落脚全球七大洲,把周遭环境改造成想要的模样,还有办法到外太空小住。但是,若以为这样就能在地球当家做主就太天真了。另一群生物也同样能办到这一切,甚至有过之而无不及——事实上,微小的细菌才是真正在幕后操控地球的主角。

    增加维生素

    我们也许自认是高智能物种,但对细菌来说,人类不过是理想的住家罢了——人体的每个角落和缝隙都有数十亿的细菌滋生。这点让人很不舒服,不过细菌对人体健康不可或缺。

    就拿维生素K为例,这个维生素群有好几种,有些可以从食物中摄取,但其中一种关键的维生素K2主要来自细菌。我们的肠道里有几种细菌会在代谢过程中制造K2,少了它们,可能出现维生素K缺乏症和凝血方面的疾病,以及骨质疏松之类的骨骼问题。这是许多国家要让新生儿补充维生素K的原因,否则小宝宝可能出现罕见但致命的维生素K缺乏性出血。

    人类出生不久就必须获得这类有益菌,最早的来源是母体,之后则为食物。它们组成了人体微生物群系。

    肠道保卫者

    虽然“发酵乳制品饱含健康的肠胃道细菌”之说不见得百分百正确,但确实有几分科学根据。这些肠胃道细菌的作用包括:增强我们的免疫系统;缓解乳糖不耐受症;有助预防腹泻与消化性溃疡,甚至大肠癌。

    其实,一般认为保加利亚人长寿的原因之一,就在于他们经常吃酸奶,而里面的祖父级有益菌保加利亚乳杆菌发挥了效果。诺贝尔生理与医学奖得主、俄罗斯微生物学家梅契尼科夫每天都喝发酵的牛奶,他认为此举可延年益寿。梅契尼科夫享年71岁,对1845年出生的人来说算是不错了。

    另一个有益菌的例子,是利用“粪便移植”治疗一种常见的人体肠道菌“艰难梭状芽孢杆菌”。在健康人体的肠道内,这种菌是无害的,但对因病服用大量抗生素的老年人而言,肠道内其他种种有益菌都被抗生素杀死,独留艰难梭状芽孢杆菌称王,会造成严重感染。

    这时,医生可采集病人家属的一小块粪便样本,溶解在少量食盐水中,注入患者的肠道。在大部分个案中,只要注入这股新的肠道菌溶液,就能治愈肠道感染症。

    散发爱的气息

    细菌也能在爱情与婚姻的戏码里插上一脚。一般人到了青春期,胯下与胳肢窝的腺体就会开始制造功能类似性吸引剂的化学物质。但这些物质必须先经过皮肤上的细菌处理,才能制造出我们所说的麝香味——所以说,拿破仑会要求约瑟芬在他到家前先不要洗澡,图的就是这味儿呀。

    风味无穷

    拿破仑可能曾经从世界各地带回美味点心送给爱人,而其中许多点心的复杂风味都是细菌的杰作:例如可可豆发酵而成巧克力,瑞士奶酪上平滑的小洞,以及香肠的浓郁香气。人类尽管聪明,却无法复制这些过程,只能拜托个头超小的细菌主厨来代劳。

    最强者生存

    在我们头上约640公里的高空,有个锡罐装着一小撮人类样本,它名叫国际空间站。这是工程学上了不起的成就,但人类其实很脆弱。有一小撮细菌在国际空间站外存活了553天,尽管冻得硬邦邦,饱受强烈紫外线照射,更要面对严苛的真空环境,却硬是活着。这是人类办不到的。

    这些细菌甚至没啥特殊之处,只不过是从英格兰南部沿海的石头上采集而来。“地球生命源自外太空微生物”的观点很吸引人,但也很具争议性,而这项实验能让此说更具说服力。

    移山碎石

    信不信由你,有些细菌具备让地球四分五裂的能力。这些叫做无机营养生物的细菌会制造能啃食石头的化学物质,雕刻出种种地形地貌。事实上,一般认为细菌是岩石遭风化与侵蚀的最重要因素,它们能开凿洞穴、磨耗高山,并将矿物质养分释放到土壤里。

    当然,人类也知道如何凿山挖隧道,但和这些吞吃岩石的细菌稳定的研磨本事相比,只是小巫见大巫。

    挖泥掘土

    要是没有细菌在土里默默进行某些活动,我们恐怕都要饿死了。这类活动就是制造肥料,其中最重要的环节是从空气中捕捉氮的过程,这可能是世界上最重要的化学反应了。这种化学反应极为耗能,人类需要使用大量的化石燃料才能完成。然而,花园里的细菌做起这些事来,好像我们在园中赏花般轻松。

    这种细菌存在于豌豆之类的豆科植物根部,帮宿主制造肥料,以回报收容之恩。要是我们能设法让它们移到其他作物(比如小麦或稻米)根部定居,恐怕能省下数十亿美元的肥料费。对全球70亿(而且还在增加)嗷嗷待哺的人类来说,这项研究若能成功,就是改变世界的大功臣了。

    细菌是世界主宰?

    细菌主宰世界的方法和人类不尽相同,但它们在地球每个角落都有巨大的影响力。没错,也有一些细菌臭名远播,但话说回来,人类统治者也不是个个完美无瑕呀。

    天降甘霖

    稍微再靠近地面一点,我们碰到的某些细菌具有人类梦寐以求的能力——操纵天气。雨滴在降下地表之前是云里的冰晶粒子,但没办法自行结晶成形,需要依附在诸如灰尘微粒的微小粒子上。科学家发现,某些特定的细菌更能有效完成上述过程,而且全球各地的雨滴里都能找到这些细菌。

    看来它们似乎才是地球上真正的造雨者,能够影响云层和气候。正因为它们产生冰晶的能力不凡,天候不理想时,滑雪场甚至会在造雪机里放入这些细菌来帮忙造雪。

    这些细菌通常存活于植物上,但这也使得农作物结霜,对农民来说可就麻烦了。另外,造雨能力也可能是它们搬家的好方法:端坐灰尘中,由风吹进大气,然后窝在雨滴里降落到几百里外的新居。

    《读者文摘》杂志香港版

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细菌才是宇宙的主人