生命的遐想-神奇微生物
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    无脚走天下

    主持人:微生物无处不在,还有没有其他神奇的微生物?

    郭爱莲:还有蓝细菌。它是给地球带来氧气的“功臣”。另外,特别值得一提的是放线菌。我们都知道,如果生了病,医生也许会让你注射抗生素,那是因为抗生素能对付许多有害微生物。其实,绝大部分抗生素是由放线菌分泌产生的。

    刘瑛颖:还有原生动物,例如草履虫,别看它小,是单细胞的,但是它能感受外界环境的刺激,朝着自己喜欢的地方移动。这都是因为它具有纤毛,能够摆动着使自己前进。除此之外,很多微生物都能移动,因为它们有鞭毛,可以通过鞭毛的摆动比较自由地移动。

    是动物还是植物

    主持人:还有会走的微生物?那它们到底是动物还是植物呢?

    郭爱莲:以前,生物就分为动物和植物两大类,植物能进行光合作用,动物能自由行动。但是微生物并不好分,有些微生物既不像动物也不像植物。

    侯小强:比如蘑菇,乍看起来,它们是植物,可是它们不能进行光合作用,只能通过分解朽木获得营养和能量,因此不能分在植物里;但是它们也不能移动,更不像动物,到底该分在哪里呢?科学家很为难。

    主持人:那科学家是怎么解决这个问题的呢?

    郭爱莲:以前的科学家将真菌等分在植物界里,又将草履虫等分在动物界里。但是这样分问题很多,所以后来,科学家提出了一些更完善的分类方法。1990年美国生物学家卡尔·伍斯提出了3界理论,即细菌界、古生菌界和真核生物界,是比较完善的理论。现在科学家根据微生物的特点,分别把它们分在了这3界之中。细菌、蓝细菌等分在了细菌界;古生菌界则是一些非常独特的微生物,因为它们的特点和细菌有所不同,例如能够在饱和盐水里生长的嗜盐菌、能在105℃高温下生活的嗜热菌等;而真菌、单细胞藻类和原生动物等则被分在了真核生物里。

    研究微生物

    主持人:哦,原来微生物的身份还这么复杂呢。它们这么小,又这么复杂,科学家是怎么研究它们的?

    侯小强:微生物和动植物不一样,它们太小,很难一个一个地研究,所以要想研究微生物,必须进行培养,让它们大量繁殖。

    郭爱莲:这就像给微生物“做饭”一样。每种微生物喜欢吃的“饭”都不一样,所以要给微生物做它们喜欢的“饭”,也就是将一些它们喜欢“吃”的东西混合在一起进行处理,做成培养基。在培养基上,微生物就会大量繁殖。

    陈刚:病毒的培养又和其他微生物不同。病毒只能生活在活着的细胞内,所以必须用鸡胚等进行培养。

    主持人:就像培养疫苗一样?

    陈刚:没错。培养之后,可以用一些现代生物技术来研究,比如基因技术、血清学方法和X光衍射技术等。

    如何对付微生物

    主持人:致病微生物是很恐怖的,对于我们普通人来说,应该如何对付它们?

    郭爱莲:其实,日常生活中对付微生物的方法,有许多和生物学家在实验室中用的方法是一样的。最常用的是加热和紫外线灭菌,这两种方法我们平时常用,只不过生物学实验的要求更加严格。

    侯小强:在微生物实验中,还有一些比较独特的去除微生物的方法,像细菌过滤器,它可以过滤掉特定大小的微生物。

    五大特点笑傲江湖

    主持人:我很奇怪,微生物这么小,又有那么多方法可以对付它们,它们究竟有什么高招,能生存几十亿年?

    郭爱莲:它们有五大特点:第一,分布广泛,数量庞大。从2万米的高空到地表以下千米,从100℃的高温到-200℃的低温,微生物都能生存。1克土壤中就含有将近200万个微生物呢。第二,繁殖非常快。比如,在37℃下,把大肠杆菌培养在牛奶中,每12.5~20分钟就可以繁殖一代,如果照这个速度,48小时后,地球上的大肠杆菌总重可以达到4000个地球的重量!

    主持人:太夸张了!

    郭爱莲:当然,由于营养有限,实际上它们的

    高速繁殖只能维持几个小时。第三,容易培养。大多数微生物对环境的要求都不高。第四,代谢活力强。

    主持人:那当营养物质不足时,它怎么办呢?

    侯小强:它们有很多方法对抗不良环境。比如,有些微生物在不良环境下会休眠,就像动物冬眠一样;还有些微生物会产生一种特殊结构——芽孢,这种结构能抵御外界不良环境。

    郭爱莲:最后一点是,它们很容易发生变异。它们个头小,繁殖快,所以很容易受到外界环境的诱导而发生变异,变异后就能更好地适应环境。

    微生物的未来

    主持人:您说微生物很容易发生变异,那么未来它们会变成什么样子呢?

    陈刚:目前,由于人口剧增、自然生态平衡受到破坏等因素,很多以前并不感染人的病毒变得能够感染人了,例如2003年SARS的爆发和流行,后来的禽流感以及2009年的甲型H1N1流感大爆发。同时,由于抗病毒药物的滥用等原因,导致病毒变异速度加快,新的耐药病毒不断产生,例如目前已经发现H5N1型禽流感病毒能够迅速变异,抗禽流感药物“达菲”对它快没用了。

    侯小强:未来的真菌会是多种多样的,它们会和植物、动物协同进化,可能会有一些种类绝迹,也会有一些新的种类出现。气候的变化、环境的污染都会给真菌带来选择压力,久而久之,会使真菌发生变异,从而导致一些新的种类出现。另外,人类主动研究了自然界中的一些真菌,通过生物技术等手段对它们进行改良,如驯化野生蘑菇,使其能够更容易地种植。

    郭爱莲:微生物不同于动植物,它们的繁殖和变异非常快。而且,人类对微生物的影响非常大,人们可以人为诱导微生物变异,比如,通过太空育种,已经产生了一些新的微生物,或者它们的特性发生了很大改变。总之,微生物是一群比较奇特的生物,它们的未来必将和人类息息相关。

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