無處不在的細菌

無處不在的細菌

細菌太小了，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。（通常我們說到“細菌”一詞時，都使用它的復數形式，即“bacteria”，這是因為你很難想象一個細菌單獨存在的場景。“細菌”一詞的單數形式是“bacterium”。）

人們認識細菌才短短幾百年，但其實在此之前，人們一直在利用細菌，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。我們剛開始了解細菌時，知道得很少，只知道它們會引發可怕的疾病。現在，人們終于認識到，有益的細菌能幫助我們戰勝疾病、使土壤肥沃，甚至還能發動家里的汽車。

細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，應該怎么治，你該怎么辦？數千年以來，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鍵。

現在我們知道，一些輕微感染和致命的疾病都與細菌有關，比如黑死病（由鼠疫桿菌導致）。這是否意味著，只要一說到“細菌”，我們就要聞之色變？其實不必如此。我們已漸漸認識到，并非所有的細菌都是有害的，有些細菌還能夠幫助我們對抗疾病。

你了解細菌嗎？

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

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

顯微鏡問世于16世紀90年代，它讓人們第一次清楚地看見肉眼難以辨認的微生物。列文虎克是一位自學成才的荷蘭科學家。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菌，成為這一領域內的第一人。很快，其他科學家開始思考這些小東西是否和疾病有關。

你能過沒有細菌的生活嗎？

既然歷史上由細菌引起的致命疾病不在少數，你是否設想過生活在一個沒有細菌的“理想世界”里呢？事實上，細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菌。勤勞的細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。總之，它們對環境的良性平衡做出了巨大貢獻。

假如世界上沒有了細菌，死亡的生物會堆積成山，占據其他生物的生存空間。細菌能把死亡的生物體分解成營養物質，使其重新回到食物鏈當中，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。生存所需的能量來源于食物，但如果你的消化系統內沒有細菌參與食物分解的話，你可沒法把食物轉化為自己所需的能量。

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

人體內細菌的數量是人體細胞數量的十來倍，幸運的是，它們大多數是益生菌，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，還攝取養分！另一些細菌則負責對抗有害的細菌和它們引發的感染，例如結膜炎（一種由細菌引起的眼部炎癥）。

你 知 道 嗎

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

②細菌持續地活躍在你的身體內。如果你不小心把有害細菌吃到了肚子里，你很快就會感覺不舒服。幸運的是，人體內有大量的有益細菌，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的生物。第一代恐龍誕生于約2.3億年前。那個時候，細菌已經在地球上存活了30多億年了。

④細菌甚至還上過外太空。有幾種細菌搭著宇航服和航空設備的“順風車”，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，有時它會帶來很嚴重的后果。幸運的是，生活在人體消化系統里的細菌無時無刻不在保護你免受腹瀉的折磨。一些細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菌的？

我們已經知道，益生菌遠遠多于致病菌，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，恢復并保持健康。一些益生菌充當人體口腔和鼻腔的守衛，抵擋外界的侵害，包括其他細菌的侵害。還有一些益生菌生活在我們的腸胃里，幫助消化食物。

還有些細菌在外部世界保護你。有一種細菌能感染虐蚊，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常食用一種酸牛奶，他把這種酸牛奶中的細菌稱作“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，當然這少不了細菌的參與。這種細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，細菌也從中獲得了充足的“養料”，不過某些副作用也是不可避免的。有人曾經設想：垃圾可以用來發電嗎？科學家們正在不停地找尋利用細菌的新方法。

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

石油泄漏對于沿海地區有著致命的影響，不過也有一些細菌以漂浮在海面上的石油為食。人們正在計劃利用細菌清除污染海洋的石油，“吃”過石油的細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。科學家已經成功地找到一種方法，能將尿液與細菌混合來給移動電話充電

幾個世紀以前，人們總是把糞便直接倒在街上，或者排進直通河流的管道里。現代的糞便處理系統則利用細菌來處理人類的糞便，這個過程中產生的副產品也是很有用的。細菌在糞便處理廠里“消化”人類糞便時，會產生大量的甲烷。這是一種可燃氣體，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，用來發電

細菌可以做工業原料嗎？

細菌已成為科學家、醫生和工程師的寵兒。不僅如此，一些新的產業也發現了細菌的新用處。許多企業競相尋找方法，來利用細菌的新功能，開發細菌的新用途，這同時也為人們創造了新的工作機會。這些工作涉及各個方面，包括種植、能源甚至時尚領域。細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， 科學家發現了細菌體內有對抗疾病的基因。 他們把細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。

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

黃麻布和亞麻布的生產離不開細菌，細菌使植物的纖維結構變得松散，利于紡織，而且紡出的布經久耐用。

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

前景如何？

從第一次發現細菌至今，人類對細菌的認識已經邁進了一大步。我們知道，有些細菌是致命的殺手，而另外一些則是善良的“雷鋒”，我們也知道了這些單細胞生物是怎樣生存和繁殖的。在科學家們的不懈努力下，細菌在醫學、餐飲、工業和運輸等領域的應用前景十分廣闊。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？會為人類開發出新的能源嗎？會為我們的子孫后代營造更加干凈衛生的居住環境嗎？

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

由汽車尾氣和工業廢氣造成的空氣污染讓很多城市居民苦惱不已，細菌或許能清除空氣中的有害物質。科學家已經發現了大氣中某些細菌的神奇功能，它們能分泌出中和或消耗污染物的化學物質。

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

從礦石當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“生物采礦”運用酸液和細菌提煉礦物。細菌會與礦石發生反應，并提煉出不含雜質的金屬礦物。

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，你認為細菌會在哪些方面改變我們的生活呢？你認為細菌會在哪些產業中發揮重要作用呢——工業、農業還是餐飲業？你還有哪些新奇的想法？把你的好主意發給我們，我們會將最有趣的創意發表在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

選自安徽科學技術出版社《無處不在的細菌》