與人類“相愛相殺”的細菌,未來還將肩負起什么使命?自媒體

砍柴網 / 最極客 / 2015-09-28 12:27
人類要做的不僅僅是消滅細菌,更要學會利用細菌來為自身服務。或許將來某一天,地球上只剩下極少的資源,人類為了存活,會改變基因或自我進化成像細菌一樣大小的生物,就像...

據外媒報道,俄羅斯的科學家在西伯利亞的凍土內發現了一種超級細菌。

科學界一般把對幾乎所有抗生素有抗藥性的細菌統稱為超級細菌。它能在人身上造成膿瘡和毒皰,甚至使肌肉逐漸壞死。這種病菌的可怕之處并不在于它對人的殺傷力,而是它對普通殺菌藥物--抗生素的抵抗能力,對這種病菌,人們幾乎無藥可用。

大眾總是習慣將超級細菌等同于超級病菌,但俄羅斯科學家通過一系列的小鼠實驗以及對果蠅和農作物的測試,發現禁錮在永久凍土層中約350萬年的超級細菌可以強化免疫系統、延長細胞壽命。

任何事物都具有兩面性,細菌也不例外。小小的細菌卻有著意想不到的廣泛用途,并且人類的生存從未離開過細菌。

一、小細菌的大用途

小時候在外面瘋玩之后不洗手就上桌吃飯時,會被大人趕去洗手,還會數落:“多臟啊,細菌都吃到肚子里去了。”說起細菌,人們往往會產生負面的聯想。比如病菌、病毒。的確,很多細菌都是導致破傷風、傷寒、梅毒等疾病的病原體。在歷史上也爆發過大規模的霍亂、鼠疫等由細菌引起的疾病。日本侵華時,“731部隊”利用細菌在中國人身上做活體實驗、研制病菌的所作所為更是令人發指。正是因為這種種“事跡,”所以很多人厭惡細菌,甚至談“菌”色變。實際上,以這種觀點來看待細菌是有失公正的,因為細菌有許多正面的作用,并且的用途相當廣泛。

制作美食

這一用途在生活中最常見,也就是發酵。細菌通常和酵母菌及其他種類的真菌一起作用于食物的發酵。例如在釀醋的過程中將酒利用空氣中的醋酸菌變為醋。而酸奶、干酪、酒、泡菜、醬油、豆豉、乳腐等很多食品也是利用細菌制造出來的。食用適量的發酵食品能夠獲得更豐富的營養,對人體的肝臟、腸胃有保護作用,并能夠提升人體免疫力。而且這些美食也豐富了我們的生活。

防治疾病

細菌是很多疾病的“罪魁禍首”,但也可以利用其“以毒攻毒”。澳大利亞阿德萊德大學的研究人員表示,有些病菌常與人類腸道表面的細胞結合,從而影響人們的身體,導致疾病。而他們研制出了一種可以模擬人類腸道表面細胞的細菌。這樣一來,病菌就會與這些細菌結合而不再去“騷擾”人體。這種“欺騙”病菌的細菌也可以應用于對霍亂等疾病的防治上。

另一種從糞便中提取的細菌也被證實可以治療病菌。艱難梭狀芽胞桿菌又名“超級臭蟲”,是一種可引起嚴重腹瀉的病菌。而臨床試驗已經證實利用“糞便灌腸”療法的治愈率為81%,而注射抗生素的治愈率只有31%,紐約阿爾伯特·愛因斯坦醫學院的教授勞倫斯·勃蘭特認為:“治療可能對非腸胃問題的其他疾病也有效,例如肥胖和帕金森氏癥。”

細菌甚至可以制造出人造骨骼。目前常用的骨修復材料包括自體骨和金屬假體,但自體骨增加了患者的創傷和痛苦,金屬假體又容易松動或斷裂。因此人造骨骼成為最理想的骨修復材料。英國伯明翰大學的研究人員表示,他們發現有一種細菌不僅可以生成制造人造骨骼的常用材料羥基磷灰石,還能與金屬、玻璃、泡沫等材料緊密黏合。這一細菌也許將成為更加理想的人造骨骼新材料。

治理污染

細菌能夠降解多種有機化合物,這種能力常被用來治理污染,稱作“生物復育”,科學家曾利用嗜甲烷菌來分解美國佐治亞州的三氯乙烯和四氯乙烯污染。

幾年前,加拿大高中生丹尼爾·伯德發現了能夠快速分解聚乙烯的假單細胞菌,而且在這一過程中只會產生水和少量的二氧化碳。這一發現令塑料袋的分解速度大大加快,對治理白色污染大有益處。

近年來,許多水域都出現了藍藻等污染物大規模繁殖的現象。英國羅伯特戈登大學研究人員表示,他們培養出一些可以分解藍藻釋放到水中的毒素的新型細菌,并且不會對環境造成有害影響。

隨著研究的深入,細菌治理污染的方法將越來越多,從而更加有效地解決環境污染問題。

細菌發電

細菌發電最早可追溯到1910年,英國植物學家利用鉑作為電極,放進大腸桿菌的培養液里,成功地制造出世界上第一個細菌電池。之后這一研究從未停止,美國、日本等諸多發達國家都在這一領域有所成就。

利用細菌的發電原理,可以建立細菌發電站。在10立方米的容器里盛滿細菌培養液,就可建立一個1000千瓦的細菌發電站,盡管其每小時耗糖量200千克的發電成本比普通方法更高些,但這是一種不會污染環境的“綠色”電站,而且隨著技術的成熟,可以用秸稈、落葉等有機物質中的水解物來代替糖。而且科學家發現細菌還能夠捕捉太陽能,并把它直接轉化成電能,這也不失為一種獲取能源的好方法。

細菌發電的前景極為誘人,生物學家甚至預言,21世紀將是細菌發電造福人類的時代。

細菌采礦

科學家們發現了氧化硫桿菌、氧化鐵硫桿菌、氧化鐵桿菌和氧化硫鐵桿菌等多種微生物具有極高的探測及開采金屬的能力。

美國科學家曾利用微生物將礦山下1500米處的金屬從礦石中分離出來。1996年,美國海洋及大氣管理局的科學家發現胡安德卡海峽中的“太古微生物”也有富聚金屬能力,收集它們進行加工可獲得金、銀、鉑、鈾、銅等20余種金屬。

法、英兩國的科學家也在紅海和帕戈斯海域探測到多種有此能力的細菌,并利用它們獲得了很多貴金屬。

細菌可將傳統方法中的探礦、采礦、冶煉過程合為一體,還可以充分利用廢棄礦石。加拿大科學家就從廢棄礦石中獲得了稀有的氧化鈾、金、銀、鉭、鈮等多種金屬,極大地提高了礦石的利用率。

二、細菌與人類共生

千萬年來,細菌一直與人類同在。英國南安普敦大學的營養免疫學專家菲利普·考爾德教授說:“人們一般都會驚訝地獲知,我們身上的細菌細胞比正常細胞多10倍以上,事實上,以細胞計數一個人身上90%是細菌。”

人體中棲息著大約一百萬億個細菌,它們被稱為微型生物群落。其中95%都存活于腸道中,其他的則存在于人類的皮膚、口腔、呼吸道以及隱秘部位。

它們大多數有益無害,但為什么人類還是容易因為細菌患病呢?除了真正有害的細菌致病之外,還有一個原因就是我們無意中破壞了自身本就脆弱的生態系統平衡。一旦打破平衡,系統便會陷入瘋狂。例如不平衡的腸道細菌與糖尿病、自閉癥、哮喘等疾病密切相關。

金斯頓大學醫學微生物學家馬克·菲爾德教授舉了個例子:“如果你反復洗手,手就會干燥--部分原因是因為你洗掉了所有的油脂,還因為你清除了大量的有助于維持皮膚狀態的細菌。如果你過度使用洗滌劑,清除了一些微生物而讓其他微生物喧賓奪主,這可能導致皮炎等問題。”

細菌不僅存在于人類體內,它們也存在于食物、水、空氣中,廣泛分布于土壤中,或與其他生物共存。

它們生命力頑強,這些已經在地球上生存了37億年的微生物們擁有超乎想象的堅韌的生命力。許多物種滅絕了,可是細菌卻活了下來。并且在與人類“相愛相殺”的過程中愈發頑強。

人類要做的不僅僅是消滅細菌,更要學會利用細菌來為自身服務。或許將來某一天,地球上只剩下極少的資源,人類為了存活,會改變基因或自我進化成像細菌一樣大小的生物,就像《超體》中的女主角一樣無處不在。所以更要學會與細菌和平相處,畢竟多個朋友好過多個敵人,而且這些微小的生命還有很多地方值得我們去研究和探索。

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