細菌是地球上最早的“居民”,是構成大千世界的重要成員。大約在35~40億年前,地球上就已經有了它們的蹤跡,而人類的出現(xiàn)也不過幾百萬年。地球上的空氣、水、土壤以及各種生物體內都布滿了細菌,細菌幾乎無處不在。
細菌從何而來?
細菌最早是荷蘭人安東尼·列文虎克在一個從未刷過牙的老人的牙垢上發(fā)現(xiàn)的,但那時的人們認為細菌是自然產生的。后來,法國人巴斯德通過鵝頸燒瓶實驗指出,細菌是由原來已存在的細菌產生的,不是自然產生的,并發(fā)明了“巴氏消毒法”,巴斯德因此被后人譽為“微生物之父”。細菌的個體非常小,目前已知最小的細菌只有0.2微米,因此只有借助顯微鏡把細菌放大很多倍,我們才能看見它們。最大的細菌是納米比亞嗜硫珠菌,有0.2~0.6毫米,肉眼可以直接看見。細菌是所有生物中數量最多的,無處不在,是影響我們身體健康的一大隱患。
細菌在自然界中的作用
(1)作為分解者參與物質循環(huán)。大多數的細菌是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者。細菌能夠把動植物遺體分解成二氧化碳、水和無機鹽,這些物質又被植物吸收和利用,進而制造有機物。
(2)引起動植物和人患病。細菌中的一些種類營寄生生活,它們能夠從活的動植物體和人體內吸收營養(yǎng)物質,導致動植物和人患不同的疾病。如營寄生生活的細菌可以使人患破傷風、扁桃體炎等多種疾病。
(3)與動植物共生。細菌與動植物共生的現(xiàn)象很普遍,如羊、牛等食草性動物的胃腸內生活著一些細菌,可以幫助動物分解草料中的纖維素,而動物又可以為這些細菌提供生存的場所和食物。人體內生活著大量的有益菌。例如,大腸桿菌生活在腸道內,可以為人體制造維生素。如果人體缺乏某種細菌,或者某種細菌太多,就會造成菌群紊亂,人就會生病。
不管是細胞數量,還是擁有的基因數量,寄生在人體表面和內部的細菌都遠超人體本身。現(xiàn)在,科學家正在思考:掌控人體的,到底是我們還是那些共生細菌?
生物學家曾認為,人體是一座生理之島,完全可以自行調控身體內部的運轉。我們的身體能分泌消化酶消化食物,合成營養(yǎng)物質維護身體組織和器官;可以感受到自身發(fā)出的信號,比如饑與飽;免疫細胞能識別危險的微生物(病原體),向它們發(fā)起進攻,同時避免傷害到自身組織。
但在過去十多年中,研究人員發(fā)現(xiàn),人體并不是一座自給自足的世外小島。它更像一個復雜的生態(tài)系統(tǒng),一個龐大的社會。在我們的身體內,住著數以萬億計的細菌和其他微生物。它們寄生在我們的皮膚、生殖器、口腔,特別是腸道等部位。實際上,人體細胞并不是人體內數量最多的細胞,共生細菌的數量是人體細胞的10倍。由微生物細胞和它們所包含的基因組成的細菌群落,不僅不會危害我們的健康,反而對人體有益,能幫助身體進行消化、生長和防御。
小小的細菌居然有如此大的影響力。生物學家已經對人體內數量最多的一些細菌,進行了深入研究。最近,他們又開始研究其他細菌。這些研究,有助于我們更加了解自己身體的功能。也讓我們更清楚,為什么有些疾病發(fā)病率越來越高,比如肥胖癥和自身免疫性疾病。
提到身體內的微生物,人們通常會想到病菌。事實上,研究人員也在很長一段時間,只關注那些有害病菌,忽視了那些有益的細菌。美國加州理工學院的生物學家薩基斯·K·馬茲曼尼安認為,這源于我們的一些錯誤認識。“孤芳自賞迷住了我們的眼睛,人類自以為擁有所有保持健康所需的功能,這些有益細菌雖然不屬于人體,卻相伴我們一生,它們是我們身體內不可或缺的一部分?!?
人從很小的時候開始,體內就有一個微生物群落,當然,這些細菌并不是與生俱來的。每個人都是在與周圍環(huán)境接觸的過程中,漸漸形成自己的共生細菌群落的。一般說來,子宮內沒有細菌,所以生命之初的胎兒是真正無菌的個體。但是,當新生兒通過產道時,母親體內的共生細菌,就會轉移到嬰兒身上,并開始繁殖。隨著與父母、祖父母、兄弟姐妹、朋友,還有床單、毯子、寵物等的接觸,嬰兒體內的細菌會變得越來越多,到嬰幼兒晚期,我們體內已經形成了地球上最復雜的微生物群落。
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