細(xì)菌才是宇宙的主人-新知探索
人類常常自詡為“地球之王”,但事實(shí)上,微小的細(xì)菌才是真正在幕后操控地球的主角。
增加維生素
人體的每個(gè)角落和縫隙都有數(shù)十億的細(xì)菌滋生。這點(diǎn)讓人很不舒服,不過(guò)細(xì)菌對(duì)人體的健康不可或缺。
就拿維生素K為例,這個(gè)維生素群有好幾種,有些可以從食物中攝取,但其中一種關(guān)鍵的維生素K2主要來(lái)自細(xì)菌。我們的腸道里有幾種細(xì)菌會(huì)在代謝過(guò)程中制造K2,如果少了它們,可能會(huì)出現(xiàn)維生素K缺乏癥和凝血方面的疾病,以及骨質(zhì)疏松之類的骨骼問(wèn)題。
人類出生不久就必須獲得這類有益菌,最早的來(lái)源是母體,之后則為食物。它們組成了人體微生物群系。
腸道保衛(wèi)者
雖然“發(fā)酵乳制品飽含健康的胃腸道細(xì)菌”之說(shuō)不見得完全正確,但確實(shí)有幾分科學(xué)根據(jù)。這些胃腸道細(xì)菌的作用包括:增強(qiáng)我們的免疫系統(tǒng);緩解乳糖不耐受癥;有效預(yù)防腹瀉與消化性潰瘍,甚至大腸癌。
其實(shí),一般認(rèn)為保加利亞人長(zhǎng)壽的原因之一就在于他們經(jīng)常喝酸奶,而里面的有益菌——乳桿菌發(fā)揮了作用。
另一個(gè)有益菌的例子是,利用“糞便移植”治療一種常見的人體腸道菌——“艱難梭狀芽孢桿菌”。在健康人體的腸道內(nèi),這種細(xì)菌是無(wú)害的,但對(duì)因病服用大量抗生素的老年人而言,腸道內(nèi)其他種種有益菌都被抗生素殺死了,獨(dú)留艱難梭狀芽孢桿菌稱王,這會(huì)造成嚴(yán)重感染。
這時(shí),醫(yī)生可采集病人家屬的一小塊糞便樣本,溶解在少量食鹽水中,注入患者的腸道。在大部分個(gè)案中,只要注入這股新的腸道菌溶液,就能治愈腸道感染癥。
散發(fā)愛(ài)的氣息
細(xì)菌也能在愛(ài)情與婚姻的戲碼里插上一腳。一般人到了青春期,胯下與胳肢窩的腺體就會(huì)開始制造功能類似性吸引劑的化學(xué)物質(zhì)。但這些物質(zhì)必須先經(jīng)過(guò)皮膚上的細(xì)菌的處理,才能制造出我們所說(shuō)的麝香味——所以說(shuō),拿破侖會(huì)要求約瑟芬在他到家前先不要洗澡,圖的就是這味兒啊。
風(fēng)味無(wú)窮
拿破侖可能曾經(jīng)從世界各地帶回美味點(diǎn)心送給愛(ài)人,而其中許多點(diǎn)心的復(fù)雜風(fēng)味都是細(xì)菌的杰作。例如,可可豆發(fā)酵而成的巧克力,瑞士奶酪上平滑的小洞,以及香腸的濃郁香氣。人類盡管聰明,卻無(wú)法復(fù)制這些過(guò)程,只能拜托個(gè)頭超小的細(xì)菌主廚來(lái)代勞。
最強(qiáng)者生存
在約640千米高的高空,有個(gè)錫罐裝著一小撮人類樣本,這個(gè)錫罐的名字叫“國(guó)際空間站”。這是工程學(xué)上了不起的成就,但人類其實(shí)很脆弱。有一小撮細(xì)菌在國(guó)際空間站外存活了553天,盡管它們被凍得硬邦邦,飽受強(qiáng)烈紫外線的照射,更要面對(duì)嚴(yán)苛的真空環(huán)境,卻硬是活著。
這些細(xì)菌甚至沒(méi)啥特殊之處,只不過(guò)是從英格蘭南部沿海的石頭上采集而來(lái)的。“地球生命源自外太空微生物”的觀點(diǎn)很吸引人,但也很具爭(zhēng)議性,而這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏尨朔N說(shuō)法更具說(shuō)服力。
移山碎石
信不信由你,有些細(xì)菌具備讓地球四分五裂的能力。這些叫做“無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)生物”的細(xì)菌會(huì)制造能啃食石頭的化學(xué)物質(zhì),雕刻出種種地形地貌。事實(shí)上,一般認(rèn)為細(xì)菌是巖石遭風(fēng)化與侵蝕的最重要因素,它們能開鑿洞穴、磨耗高山,并將礦物質(zhì)養(yǎng)分釋放到土壤里。
挖泥掘土
要是沒(méi)有細(xì)菌在土里默默進(jìn)行某些活動(dòng),我們恐怕都要餓死了。這類活動(dòng)就是制造肥料,其中最重要的環(huán)節(jié)是從空氣中捕捉氮的過(guò)程,這可能是世界上最重要的化學(xué)反應(yīng)了。這種化學(xué)反應(yīng)極為耗能,人類需要使用大量的化石燃料才能完成。然而,花園里的細(xì)菌做起這些事來(lái),好像我們?cè)趫@中賞花般輕松。
這種細(xì)菌存在于豌豆之類的豆科植物根部,它們幫宿主制造肥料,以回報(bào)收容之恩。要是我們能設(shè)法讓它們移到其他作物(比如小麥或稻米)的根部定居,恐怕能省下數(shù)十億美元的肥料費(fèi)。對(duì)全球70億(而且還在增加)嗷嗷待哺的人類來(lái)說(shuō),這項(xiàng)研究若能成功,就是改變世界的大功臣了。
天降甘霖
稍微再靠近地面一點(diǎn),我們碰到的某些細(xì)菌具有人類夢(mèng)寐以求的能力——操縱天氣。雨滴在降落地表之前是云里的冰晶粒子,但沒(méi)辦法自行結(jié)晶成形,需要依附在諸如灰塵微粒的微小粒子上。科學(xué)家發(fā)現(xiàn),某些特定的細(xì)菌更能有效完成上述過(guò)程,而且在全球各地的雨滴里,都能找到這些細(xì)菌。
看來(lái)似乎它們才是地球上真正的造雨者,能夠影響云層和氣候。正因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生冰晶的能力不凡,天氣不理想時(shí),滑雪場(chǎng)甚至?xí)谠煅C(jī)里放入這些細(xì)菌來(lái)幫忙造雪。
這些細(xì)菌通常存活于植物上,但這也使得農(nóng)作物結(jié)霜,對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)可就麻煩了。另外,造雨能力也可能是它們搬家的好方法:端坐灰塵中,由風(fēng)吹進(jìn)大氣,然后窩在雨滴里降落到遙遠(yuǎn)的新居。