細菌這些家伙雖然個頭很小,小到用顯微鏡才能看得到,名氣卻不小。它們臭名昭著,令人談菌色變,恨不得將所有細菌消滅干凈。
其實,小小細菌并不可怕,有些還是我們最可愛的朋友,甚至有的細菌還能棄惡揚善,為民造福呢。你瞧,一種生活在土壤中的致命細菌——諾維氏梭菌就搖身一變,成了腫瘤的大克星。
菌團來襲,我們好好地重新認識下它們吧,以后我們會越來越離不開它們喲。
瘋狂自述
大家好,我叫細菌,英文名是Bacteria,源自希臘語“小東西”。一開始我可不叫這個呢,那時,我的名字有些復雜,叫animalcules,即小動物粒。
我們細菌家族已經在世界上存在很久了,想象一下,你把兩只手臂伸展到極限,如果那個寬度是整個地球史,那我們的祖先就出現在你心臟的位置。不過,我們被發現是在1676年。
我們是單細胞生物,沒有細胞核,DNA似亂麻般堆積在細胞中央,細胞內其他部件也相對簡單。
我們皮厚,比較禁得起折騰,但很矮,身長只有幾微米,約為人體大多數細胞的十分之一。
要說我的體重,哎,還是不說的好,我實在太瘦了。難道是太挑食了?我喜愛的口味蠻多的啊,喜氧、喜硫、喜熱、喜冷、喜酸、喜堿,也很喜歡放射性廢物。
我們家族非常龐大,民族眾多,已知的有9000多種,未知的有107~109種,而且數量驚人,全球細菌總量達5×1030個。
我們分布廣泛,上至空中60千米,俯瞰飛機,下至水下數千米,仰視海面。就連在強大免疫系統保護下的人體中,也攜帶多于自身細胞10倍數量的我們。
如果外星人來了,也許會把人體看作是我們的移動旅館哦。
趣事一籮筐
細菌的形態千奇百怪,每個細菌的個性不盡相同。它們耍酷、玩變身、左右你的情緒……總之,趣事一大堆哦。
細菌一般個頭很小,但也有不少大塊頭。
第一類大塊頭是費氏刺骨魚菌。它們在1985年被發現,8年后才被歸為細菌一類,生活在紅海刺尾魚的腸道里,長達0.7毫米,比藏身在我們腸子里的大腸桿菌大好幾百倍——大腸桿菌大約只有0.002毫米長。
第二類大塊頭是人們在1997年發現的納米比亞硫磺珍珠細菌,體長0.75毫米。
它們體內有閃閃發光的硫磺珍珠微粒,當排列成一行的時候,就好像一串閃亮的珍珠項鏈。
2002年,第三類巨型細菌——硫細菌在墨西哥被發現,它們長約0.5毫米,可用肉眼觀察到。
當然,大塊頭細菌遠不止這些,還有更多細菌叢林中的大家伙等待我們去探索。
細菌的基本形態有3種:球狀、桿狀和螺旋狀,分別被稱為球菌、桿菌和螺旋菌。
球菌大小以直徑表示,桿菌的大小以寬度×長度表示,菌體兩端形態各異,如鈍圓、平截或略尖等。各種桿菌的長度與直徑比例差異很大,有的粗短,有的細長。
螺旋菌根據細胞彎曲程度和螺旋數目分為兩種:如果菌體彎曲不足一圈,似逗號形,稱為弧菌;菌體回轉如螺旋狀,則稱為螺菌。
細菌不喜歡就保持著這3種固有的形態,它們可是最會變身的“百變王”呢。
有的細菌長得像個棒槌,有的像螺絲釘,有的是方形的,酷似西瓜,還有的是長條形的,卻有六角形截面,狀如狼牙棒……
四角菌就是一種方形細菌,不但形狀特殊,而且能生活在非常咸的地方。鹽水濃度不達到26%,它還不高興呢。
“我的地盤我做主,你別亂闖呀!”皮膚上的細菌們嚷開了,互不相讓。
原來,皮膚不同的部位藏有不同的細菌。
皮膚是一個大的生態系統,這個系統包含有不同的生態位,比如,你最潮濕的腋窩就像熱帶雨林,而離這個“熱帶雨林”不遠的前臂卻像沙漠一樣平整干燥。
于是,來自美國國家衛生研究院的科學家們從10名志愿者的20處身體部位采集了樣品。他們發現,和自己前臂上的微生物相比,腋窩下的微生物與別人腋窩下的微生物更相似。
在前臂上,干燥皮膚顯示出的細菌種類最多,平均有44種,而耳朵后面的細菌種類最少,只有19種。
最堅強的細菌——奇球菌
1956年的一天,人們嘗試用高強度伽瑪射線給肉罐頭殺菌,然而肉罐頭仍然難逃變質的厄運,小圓球形狀的奇球菌就這樣被抓了出來。
它不僅抗輻射,還抗低溫、抗脫水、抗真空、抗酸……是耐受各種極端環境的典范。
最酷的細菌——“吸血鬼”球菌
它不會害人,但是對自己的獵物相當殘忍。
它只吃對人畜無害的紫硫細菌,每當發現紫硫菌后,就從身上長出很多蛋白質爪子,牢牢抓住紫硫菌并吸干它相當于“血”的細胞質。
最耐餓的細菌——無名海底菌
科學家在太平洋用又大又粗的中空鉆頭采集海底泥土樣本時,發現在30米長的泥土柱中, 860萬年前的泥土上依然有細菌活著。
而在這塊泥土中幾乎沒有其他生物,這意味著在860萬年間,這些細菌吃過最后一餐后再也沒吃任何東西。
你相信嗎?如果你身體里含有某種類型的細菌,就會在一定程度上影響你的情緒,引發喜怒哀樂哦。
愛爾蘭和加拿大研究人員通過動物實驗發現,一種常見的益生菌——鼠李糖乳桿菌能夠緩解焦慮情緒。
母牛分枝桿菌能刺激大腦,產生讓你感到愉悅的血清素,從而使你覺得高興。
另外,研究顯示,這種細菌能夠提高學習能力,只是它們存在于土壤中。因此,你們要多與大自然接觸,適當接觸這種細菌。
而有一種大腸桿菌會讓人厭倦與人交往,甚至感到傷心。
并非大壞蛋
細菌不都是大壞蛋哦。在宏大的菌團里,就有那么一群可愛的小東西。它們活潑又聰明,調皮又伶俐,它們自由自在生長在每一個角落,對人很有益!
自地球上有生物以來,人類與動物尸體等數不勝數。它們都是有機物,若無法分解,豈不是要堆成幾百座高山,填滿一切大海么?但是現在它們到哪里去了?
這都得歸功于細菌,它們把有機物分解了!
在大吃特吃這些尸身的時候,有些細菌吃到了碳水化合物,化成二氧化碳放出來;有些細菌吃到了尿素或馬尿酸,化成阿摩尼亞放出來;有些細菌吃到了蛋白質,化成氨基酸,又化成阿摩尼亞放出來。
又有些細菌,叫做硝化菌,能將阿摩尼亞氧化成為亞硝酸鹽及硝酸鹽;又有些細菌,叫做硫化菌,能將動物所放出的硫化氫氧化成硫酸鹽;又有些細菌,叫做磷化菌,能將動物身上的磷化物氧化成磷酸鹽;還有一種細菌,叫做固氮菌,能將空氣的氮固定起來,變成硝酸鹽……于是這些硝酸鹽、磷酸鹽和二氧化碳等就可以直接供給植物營養了。
糞便能治病,聽起來有些重口味,但這事真的發生了。
11歲的毛毛本來應該能吃能玩、最有活力,但病歪歪的,瘦不拉幾。原來,他患上了偽膜性腸炎,從兩年前開始,大便里就有血絲,他吃再多也不長肉。
爸爸媽媽見此非常擔心,帶他到浙江大學醫學院附屬兒童醫院就診。醫生建議他們嘗試糞菌移植這一治療方法。
經過嚴格篩查后,媽媽成為糞便捐贈者。醫生將毛毛媽媽的糞便和生理鹽水混合,再用紗布過濾,得到糞菌液,最后在結腸鏡幫助下,60毫升這種混合液體被注入到毛毛大腸內,從而讓他腸道內的好細菌和壞細菌數量保持平衡。
人體內的嗜酸性乳酸菌可厲害了,能分泌一種化學物質,抵抗致命的骯臟病菌。即使致命病菌不在人體內臟中,也會被這種物質殺死。
加拿大西安大略大學的Jeffrey C. Howard博士和同事們將塑料小塊和活性嗜酸細菌一起移植到老鼠的皮膚底下,然后向該部位注射致命的葡萄球菌,并持續觀察該部位3到5天。
3天后,他們發現,老鼠的這個部位90%未受感染,而另一組沒有注射嗜酸細菌但注射了葡萄球菌的老鼠卻嚴重感染了。
研究者們又經過一系列其他試驗,例如在試驗部位加入活性嗜酸細菌所產生的化學物質離析出來的成分,繼續重復相同的實驗,結果發現,老鼠的這個部位仍然有90%未受葡萄球菌感染。
另類用途妙趣多
細菌也有益,而且還有很多另類用途,在一些我們想不到的領域發光發熱。不得不說,細菌家族中的能工巧匠多!
2010年4月,英國石油公司在美國墨西哥灣租用的一個海上鉆井平臺發生爆炸,在之后的87天內泄漏了近500萬桶原油,覆蓋了2萬多平方千米的海域。
人們原以為清理這些漏油至少需要幾年時間,但出人意料的是,4個月過去,75%的漏油不見了。
原來是嗜油菌向人類伸出了援助之手。這種嗜油菌叫海洋螺菌,它們能吞吃石油,從中攝取能量,并把石油的主要成分(有些是有毒的)分解成無毒的二氧化碳和水。
它們平時生活在深水里,要不是這次漏油事件給它們提供了一個大展身手的機會,說不定至今還默默無聞呢。
你不知道吧,海洋中至少生活著十幾種嗜油菌,有的甚至生活在嚴寒的兩極地帶。這些嗜油菌分解石油的能力也不等,像海洋螺菌能把石油徹底分解,而有的則像流水線上的工人一樣,需要幾種細菌通力合作才能把石油徹底分解。
點水成金?
這不是魔法,是科學。
加拿大麥克馬斯特大學的麥加維教授和合作伙伴發現,名為“食酸戴爾福特菌”的細菌能在室溫及中性環境下,在數秒鐘內,利用分泌物——一種蛋白將溶于水中的金離子轉化成直徑為25微米至50微米的金塊。
除此之外,一些細菌如巨大芽孢桿菌、液化芽孢桿菌等,對微小金顆粒的吸附能力特別強。如果把它們裝在一根有機玻璃的柱子里,當含金的廢液或者礦水緩緩流過這根柱子時,這些小金子就會被細菌“截住”,最后變成人們的財富。
哈哈,細菌的“造金”術一點也不輸給桉樹啊!
冬天就要來了,你是不是很期待下一場大雪?別急,現在,你就能感受白皚皚的雪天世界哦,只要用上一種叫“丁香假單胞菌”的細菌,它能讓水秒變成冰。
我們知道,當溫度降到零度以下,水就會結成冰。不過水結冰還需要另一個條件,那就是要有凝結核。
丁香假單胞菌就是空氣中不錯的凝結核,它的細胞壁能吸附、保存大量水分,并讓這些水分即使在溫度稍高于零攝氏度時,也能以規則的方式排列,形成冰晶,從而引起降雪。
如今,美國的許多滑雪場當遇到無雪的日子,往往就用這種細菌來造雪。方法很簡單,只要把水灌入造雪機,然后加入這種造雪細菌,通過壓縮空氣把水噴出去,微細的水霧在造雪菌和冷空氣的作用下,就能迅速凍結成冰。
丁香假單胞菌大量存在于某些樹木和草種上,如果在某些干旱的地區,種上富含丁香假單胞菌的植物,或許能增加當地的降雪量,改善環境和氣候。
不要以為細菌只會破壞建筑,某些細菌也能保護建筑,是最有愛的“修補匠”。
1974年,法國地質微生物學家皮埃爾·阿道夫在鈣質巖中發現了許多細菌,有的已成為化石,有的還活著。這表明,這些細菌跟鈣質巖的形成有關。
他把細菌放入含鈣質豐富的試管中,24小時后,試管底部就出現了鈣質層。于是,他想或許用這種細菌可以修復一些遭酸雨侵蝕的石砌古建筑。
他找到一座被酸雨毀壞嚴重的古堡,在其外墻上用噴霧灑上含有這種細菌的溶液,之后連續15天為這些細菌噴灑富含鈣的養分。漸漸地,墻上開始結出一層光滑剔透的石膜,把原先蒼黃的頹跡覆蓋了,幾年之后還非常堅固。
目前,科學家已經找到十幾種能夠形成鈣質巖石的細菌,它們對人畜沒有什么危害。可以預料,它們今后將在保護古物和古建筑方面發揮重要的作用。