不要把微生物當敵人，給你七個和微生物做朋友的理由

2022-08-31 05:26:52 點擊：

微生物是指我們無法用肉眼觀察的微小生物，包括細菌、真菌、病毒、古細菌和原生生物等。它們有多種形狀和大小，包括球狀、桿狀、螺旋狀和絲狀等。除了微小之外，這五種主要的微生物有著很大的區別。細菌和原生生物是單細胞生物，真菌可以是多細胞的，而病毒沒有自己的細胞，人們甚至還在爭論病毒是否應該被認為是一種有生命的有機體。

一直以來，每當我們提到微生物，都會把它們當做一種潛在的威脅，我們一直都被教導把微生物看作是一種需要對抗的東西，它們有害，甚至可能很危險，我們關心的只是如何擺脫它們，對于微生物一直主張“見一個殺一個”。雖然有些微生物確實對我們的健康有害，但是絕大多數實際上對我們的身體無害，甚至非常有益。

我們生活的地球上充滿了微生物，在土壤中、在海洋里、在動植物上、在人體內……它們在人類、動植物、土壤和海洋的健康中發揮著至關重要的作用。我們應該像愛我們自己一樣愛上這些微生物，和它們交朋友，今天，我們分享一些它們值得我們愛上的理由。

1、微生物是地球上最古老的居民

我們都被教導要尊重長者，其實單細胞微生物被譽為地球上最古老的居民，早在35億年前就出現了。從那時起，微生物就成功地占領了這個星球。自以為是地球主宰的現代人類其實僅僅存在了20萬年，換句話說，人類只存在了地球歷史的4/100000。

在高山上，在海洋深處，甚至在大氣層深處都發現了各種各樣的微生物。我們常說“恐龍時代”或“人類時代”，但其實我們現在生活在“細菌時代”，我們的星球一直處于“細菌時代”。

細菌可以在地球上最極端的環境中生存，從冰川到火山都可以找到它們的身影。這些最頑強的微生物被稱為極端微生物，其中一些以硫為食，不需要任何光線。有些細菌可以吸收放射性鈾廢料，利用它們作為能量。

2、微生物對地球的健康至關重要

許多微生物集合在一起形成微生物群落，對它們棲息的整體環境的健康至關重要，無論是植物、動物、土壤還是海洋。

例如，土壤微生物可以從大氣中捕獲氮，并將其轉化為植物生長所需的營養。在這個過程中，微生物還能將大氣中的溫室氣體降至最低，對抗全球變暖。

地球上最大的微生物群落之一是海洋，據說一升海水中含有大約10億個細菌和100億個病毒，微生物占據了海洋生物量的98%。生活在海洋中的微生物不僅可以調節海水的酸度，而且它們還提供了世界上一半以上的氧氣供應。

這種產物主要來自于海洋中具有光合作用能力的浮游生物和細菌。其中，原綠球藻（Prochlorococcus）是目前人類知道的地球上體型最小的光合自養生物，它產生了我們整個生物圈中20%的氧氣。此外，海洋微生物是溫室氣體的主要處理者，這意味著它們可能有助于緩解全球變暖。

3、微生物可以將環境的破壞降至最低

細菌可以任何東西為食，包括硫，甚至細菌之間也會相互吞食。事實證明，一些海洋細菌也可以以石油為食，至少有7種細菌僅靠石油生存。一些海洋細菌物種，包括海桿菌屬和海洋螺菌科細菌，也可以吃石油化合物作為它們飲食的一部分。

研究人員將這一過程稱為石油生物降解，這在2010年墨西哥灣深水地平線石油泄漏事件后被證明是非常有用的。在這次事故中，500萬噸輕質原油泄漏到海洋中，持續泄漏到環境中長達三個月之久，給沿岸和海洋帶來了毀滅性災難。在事故發生后，研究人員觀察到大量細菌物種可以代謝油脂，并對環境的破壞降至最低。

2016年，日本研究人員發現了一種能夠以PET塑料為食的細菌，并命名為ideonella sakaiensis。這種特殊的細菌是在日本的一處垃圾掩埋場中發現的，它在那里自然進化出了降解塑料的能力，能夠把塑料PET分解成有機小分子。

科學家們經過提煉優化，首先揭示了第一種酶叫PETase水解酶，可以使PET分解速度加快約20%；后來又開發出一種MHETase水解酶，不斷提升PET生物降解的可能性。再后來，科學家們將這兩種酶結合起來做了改進，成功地將塑料垃圾的生物降解速度提高了6倍。

同年，一家名為Carbios的法國“綠色化學”公司宣布，他們設計了一種源自ideonella sakaiensis的突變酶，能夠在短短幾小時內分解PET塑料瓶。為了在工業規模上利用這種酶，該公司已與百事可樂和歐萊雅等公司合作，希望到2025年大規模利用這項技術，在國際上全面推廣。

雖然還有很多挑戰需要克服，但改良細菌是解決全球塑料污染危機的一個極具潛力的方法。

4、微生物可以通過發酵提高食物的營養價值

發酵是一種古老的食品制備技術，也是保存食物最古老的方法之一，已有幾千年的歷史。自有歷史記載以來，就發現了人類食用微生物發酵食品的證據。在發酵過程中，微生物自然地改變了食物的成分，創造出不同的質地、風味和香味，其中最常見的是乳酸菌。

研究表明，富含發酵食品的飲食，比如泡菜、酸菜、康普茶和開菲爾等，可以減少炎癥，增加腸道菌群的多樣性。所有這些食物都含有有益微生物，包括細菌和酵母。

然而，并非所有發酵食品都含有活性微生物。一些發酵食品經過加工，比如巴氏殺菌、烘焙或過濾，會殺死活的微生物。啤酒、酵母面包、葡萄酒和醬油等都屬于這一類。

此外，發酵過程可以改變食物的營養結構，增加它們的維生素含量和消化率。即使微生物被殺死，這些益處仍然存在。

5、微生物可以幫助制造救命的藥物

糖尿病患者每天需要注射胰島素來調節血糖水平，但這些胰島素是怎么來的呢？

以往，研究人員會從豬或牛的胰腺中提取胰島素，但是這種方法獲得的胰島素嚴重供應不足，并可能產生某些副作用。

現在，絕大多數胰島素是通過將人類編碼胰島素的基因轉入細菌和酵母中來制造的。這些轉基因的微生物會大量轉錄和合成這種激素，然后被提取出來。

細菌制造的胰島素不僅增加了生產規模，而且它產生的副作用也比來自動物的胰島素要少得多。

6、微生物可以支持我們的免疫、代謝和腸道健康

從叢林到草原，從冰川到火山，都存在著非常豐富的微生物，人體也不例外。

我們人體攜帶有數以萬億計的微生物，其中絕大多數生活在我們的腸道中，包括細菌、真菌、病毒、古細菌和原生生物。這些微生物的數量遠遠超過人類自身細胞的數量，重量可達1.5-2公斤。腸道微生物所編碼的基因是人類自身基因組的近150倍，也經常被稱為“第二基因組”。

細菌是其中研究得最多的，它們在人類健康中起著至關重要的作用。腸道細菌具有許多功能，包括促進消化吸收、調節新城代謝、合成必要的維生素、訓練免疫系統、抵御病原體的入侵和產生丁酸等抗炎化合物等等。

腸道細菌甚至可能通過破壞腸腦軸來影響我們的情緒和行為。此外，腸道中的細菌也會影響某些藥物的結構，決定它們的療效以及是否會出現副作用。因此，越來越多的人認為腸道菌群是人體一個隱性的器官。

當我們的腸道菌群是平衡和多樣化的，它可以幫助預防炎癥性疾病，支持免疫系統，甚至可能改善情緒。相反，腸道菌群失衡與肥胖、糖尿病、代謝綜合征、結腸癌、抑郁癥、自閉癥、多動癥、阿爾茨海默病、帕金森病等各種慢性疾病的發生密切相關。

雖然，目前還不清楚，對于某些疾病，腸道菌群失調到底是疾病的原因還是結果，但毫無爭議的是，腸道細菌對人類健康至關重要，就像它們對所有其它生命的健康至關重要一樣。

7、微生物可以幫助對抗抗生素耐藥性

由于人類過度使用抗菌藥物，許多細菌已經對常見的抗生素產生了抵抗力。科學家們與細菌進行著一場持續的軍備競賽，必須在細菌對現有武器（抗生素）產生抵抗力之前，努力開發出新的武器。

開發新一代抗生素的第一步是從識別產生抗菌物質的生物有機體開始的。它們可以在各種地方找到，比如土壤微生物中。

2018年，美國國家衛生研究所資助的一個研究團隊通過篩選2000個公開收集的土壤樣本，發現了一種名為malacidins的新型抗生素。它能夠成功地殺死許多多種耐藥并引發疾病的細菌，包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA），這是一種超級細菌，每年奪去成千上萬人的生命。

尋找這些物質只是一個漫長而昂貴的過程的開始，但它有力地提醒我們，我們腳下的土壤遠非沒有生命的“泥土”。抗生素耐藥性這一日益嚴重的問題的一些解決方案似乎就隱藏在我們腳下。

另一個解決抗生素耐藥性的潛在方法可能是使用噬菌體，這是地球上最豐富的生物制劑。噬菌體是感染細菌并在細菌內復制的病毒，在這個過程中它會殺死細菌。每一種噬菌體都是針對一種特定的細菌，我們可以將噬菌體與抗生素一起使用或代替抗生，來殺死致病菌。雖然噬菌體的開發成本高、耗時長，但由于其精準性，細菌很難產生耐藥性。