全國服務熱線:400-800-5199 英文版

AOMRON

健康與生活技術與應用

消失的微生物 第二章 我們的微生物地球 第一節

發布人:奧姆龍   時間:2020-09-01   閱讀:934

第二章  我們的微生物地球
第一節

       地球的歷史開始于45億年前。彼時,它是一塊灼熱的熔巖,沒有任何生命的跡象;但10億年后,海洋里充滿了自由活動的細胞。我們目前尚不清楚生命是如何從原始海洋里出現的。有人認為第一塊生命元件來自于太空飄落的星塵,即所謂的泛種論假說。另有人爭論說自我復制的分子出 現于大洋底部的沉積黏土,或深海熱泉,或出現于波浪沖擊 海岸形成的浪花泡沫里。關于生命起源,我們仍然沒有一個 圓滿的解釋。
       盡管如此,我們已經大體上了解了生命的運行規律,它們如何從簡單變得復雜,并最終產生出了今天地球上豐富的生物多樣性。所有的生命形式、所有的生命現象都依賴于原始海洋里形成的永恒法則---演化、競爭與合作。
       在這個地球上,真正的主宰者是肉眼看不到的微小之物——細菌。在近30億年的時間里,細菌是地球上唯一的生命形式。它們占據了陸地、天空、水體的每一個角落,推動著化學反應,創造了生物圈,并為多細胞生命的演化創造了條件。它們制造了我們呼吸的氧氣,支撐了我們耕耘的土壤,提供了海洋生態系統賴以維系的食物網。在漫長的歲月中,它們經過不斷地試錯,最終創造出復雜而穩定的反饋系統,并造就了今天的生命形式。這個過程無比緩慢,但勢不 可擋。
       對人類的心智來說,要理解久遠的歲月(deep time)非常困難,更難理解的是數十億年微生物的活動如何將無機物轉變成了有機物?!熬眠h的歲月”這一概念來源于地質學,來源于我們對大陸板塊如何活動的理解——大陸板塊形成、 分裂、漂移、相互撞擊、山脈隆起,而這些山脈在數十億年的風吹雨打中漸漸銷蝕。然而早在今天大陸架的前身--大約5億年前的勞亞大陸與岡瓦那大陸——出現之前,細菌就已經在地球上活動了。
       約翰?麥克斐(John McPhee)在他的經典文章《盆地與山巒》里,以一個出色的類比刻畫了我們在歷史長河中的位置:“倘若地球的全部歷史有古英格蘭的一碼長,即從國王的鼻尖到他伸展開的手臂末端那么長,那么當他在指甲鏗 上打磨一下指甲蓋的時候,就抹去了人類的全部歷史?!?/span>
       或者考慮另外一個類比:假如將地球過去37億年的生命史壓縮成24小時,那么,我們的類人祖先將在午夜前 47?96秒出現,而我們自己——靈長類智人屬則在午夜前2 秒登上舞臺。
       為了理解浩瀚無垠的微生物世界,我們需要理解一個概念——絕大多數微生物都非常微小,100萬個微生物也不過針眼大小。但是假如你把地球上所有的微生物都聚攏起來, 它們的數目將超過所有哺乳動物、鳥類、昆蟲、樹木等肉眼可見的生命形式的總和。此外,微生物的總質量也將遠遠超過這些肉眼可見的生命形式的總和。請記住這個事實:不可見的微生物組成了地球上生物量(biomass)的主體,超過海洋與森林中所有的魚類、哺乳動物、爬行動物。
       沒有微生物,我們將無法消化,無法呼吸;沒有我們,絕大多數微生物將安然無恙。
       “微生物”這個術語包含了好幾種類型的生物體。在本書中,我主要論及的是細菌域,它們也稱作原核生物,即沒有細胞核的單細胞生物。但是這并不意味著它們很低級。細菌細胞完整,而且自給自足——它們可以呼吸、運動、進 食、清除廢物、抵御天敵,還有,最重要的,繁衍生息。它們大小不一,形狀各異——有的像皮球、胡蘿卜、回飛棒、 逗號、蛇、磚頭,甚至三腳架。所有這些形狀都天衣無縫地 適應于它們的生活方式,包括在人體內繁衍的方式。在接下來的篇章里我將就此展開論述。一旦它們擅離職守,我們就有麻煩了。
       另一種微生物屬于古菌域,它們看起來與細菌差不多。 但是,顧名思義,它們是生命之樹上非常古老的一支,有著獨特的遺傳性質與代謝能力,而且具有獨立的演化歷史。古菌最初發現于極端環境,比如熱泉和鹽湖,但是實際上它們 在許多環境中都有分布,包括人類的腸道和肚臍眼。
       第三種微生物形式屬于真核生物域。這些單細胞具有細胞核及各種細胞器,可以組成更復雜的多細胞生命形式。在過去的6億多年里,真核細胞產生了昆蟲、魚類、植物、兩棲類、爬行動物、鳥類、哺乳動物等所有可見的“大型”生物。然而,有些原始的真核生物仍然被歸類于微生物,包括 真菌、原始藻類、一些阿米巴變形蟲和黏液菌。
衡量微生物還需要另外一個尺度。你可能很熟悉形如樹狀的家譜——你的祖先按輩分從長往幼排列,從輩分最長的曾祖父母,到祖父母,依次類推,家族成員的數目不斷增 長?,F在試想一下地球上所有生命的家譜——由于生命形式是如此之多,以至于它不像一棵樹,而像一片樹叢,樹枝向各個方向伸展。試想一下這是一片圓形類似表盤的樹叢,起源靠近中心,之后的樹枝向外伸展。接下來,讓我們把人類放入這個樹叢,比如說放在大約8點鐘的位置上。
       現在來考考你:玉米在這個樹叢的什么地方?不出意外 的話,我們一般不會認為人類跟玉米有多么接近——玉米嘛,畢竟是一種綠色植物,也許它在樹叢中間的某個地方? 錯,它位于8點01分的地方。如果人類和玉米是如此接近,那么樹叢的其他部分是些什么生物呢?回答:基本上都是微 生物。譬如說,大腸埃希菌與梭狀芽泡桿菌這兩種常見細菌 之間的距離比我們與玉米之間的距離還要遠人類在浩瀚的微生物世界面前只是一個微不足道的斑點。我們需要習慣這種想法。
       然后還有病毒呢。嚴格說起來,病毒算不上生物,因為 它們必須入侵并利用其他活細胞才能實現繁殖。一提起病毒,我們想到的往往是流感病毒、肝炎病毒、艾滋病毒,總之都是給我們添亂的家伙。事實上,世界上大多數病毒與我 們都不相干——它們入侵的是細菌細胞,而不是動物細胞。 在海洋中,病毒顆粒的數目不計其數,比宇宙中所有星辰的數目還多,它們依賴于海洋中無數的細菌而生活。在數十億 年的時間里,病毒與微生物鏖戰不休,演化出了無數攻防的招數,這讓我想起了《瘋狂》雜志里間諜對抗間諜的經典系列漫畫。事實上,針對人體細菌性疾病的一種可能治療方案,正是利用這些病毒(又稱為噬菌體)來殺死細菌。這個 想法我將在本書的第十六章談到。
       許多類型的微生物棲居在地球上,并參與塑造了地球。 不過,本書主要關注的是細菌,以及當我們用強效藥物殺滅它們的時候會發生些什么。許多真核生物(比如瘧原蟲,它是導致瘧疾的主要原因之一)都給我們帶來了深重的災難, 但那是另一個性質的問題。同樣的,許多病毒——比如艾滋病病毒——也危害著人類,但是它們對抗生素沒有反應,因此本書也不會討論它們。

網絡轉載《消失的微生物》作者馬丁·布萊澤。


返回列表
欧美精品一区二区久久