第二章  我們的微生物地球

第二節(jié)

       環(huán)顧我們周圍，處處都有微生物在繁衍生息。海洋里有不計(jì)其數(shù)的微生物，有人對(duì)此作了估算：海洋中至少有2000萬種（一說是10億種）微生物，占據(jù)了海洋生物總重量的 50%?90%。海洋微生物的細(xì)胞數(shù)量超過1030 這相當(dāng)于 2400億頭非洲象的重量。

       為期10年的國際海洋微生物普查計(jì)劃，對(duì)全球1200多個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行了取樣分析。結(jié)果表明，實(shí)際存在的微生物種類可能是傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為的100多倍。無論放眼何處，總有些微生物在數(shù)量與功能上占據(jù)統(tǒng)治地位。說到意外發(fā)現(xiàn)，他們也發(fā)現(xiàn)了許多物種只有不到1萬個(gè)個(gè)體（對(duì)細(xì)菌來說這真是 微乎其微），包括許多只存活一次的“獨(dú)生子” （singletons）。他們得出結(jié)論，海洋中有許多罕見的細(xì)菌在韜光養(yǎng)晦，等候合適的時(shí)機(jī)爆發(fā)。這些概念同樣適用于寄居 在我們體內(nèi)的微生物。微生物的一個(gè)重要特色在于它們可以長(zhǎng)時(shí)間、低數(shù)量地“潛伏”，等到機(jī)會(huì)合適才突然爆發(fā)。

       許多海洋微生物都是所謂的“極端微生物”。 例如，有一些微生物生活在海底熱泉附近。在那里，地殼之下噴涌而岀的沸騰海水富含硫、甲烷、氫氣。當(dāng)這些熱泉遇到冰冷的海水就形成圓柱形的“煙囪”。這些“煙囪”里含有多種酸類及重金屬化合物。在黑暗缺氧、類似地獄的海底世界，許 多微生物正是靠著熱泉中的化學(xué)物質(zhì)繁衍生息。在美國黃石國家公園的地?zé)釃娙?、特立尼達(dá)的加勒比海島上的沸騰湖中，我們也可以見到同樣的情形。在南極大陸的巨型冰川之中與北冰洋厚厚的冰層之下，同樣也有細(xì)菌在生活著。

       占據(jù)了地球60%表面積的海洋地殼，由海底幽暗的火山巖組成，它滋養(yǎng)了也許是地球上最大規(guī)模的微生物群體。在它上面棲居的微生物，依賴于水和巖石之間的化學(xué)反應(yīng)而獲得生存所需的能量。

       最近，人們發(fā)現(xiàn)有些細(xì)菌依靠海上漂浮的塑料顆粒為生。雖然該進(jìn)程非常緩慢，但是上千種不同的微生物都參與了將“塑料圈”降解回生物圈的過程。除了往海洋里丟塑料垃圾，我們沒有“專門照顧”過這些細(xì)菌。然而在海上漂浮著的無數(shù)種微生物中，有一些偏偏就好塑料這一口，慢慢地，它們的規(guī)模就越來越大——你看，這就是自然選擇（其 實(shí)是塑料選擇）。

       最近，在地球最深處的馬里亞納海溝，人們也發(fā)現(xiàn)了活躍的微生物群落，其中的細(xì)菌數(shù)量比周圍海底平原沉積物中的10倍還多。在南美洲的西海岸，一塊大小與希臘國土面積相當(dāng)?shù)木扌臀⑸飰|依賴于硫化氫而生活。大量的微生物隨著風(fēng)，特別是颶風(fēng)，上了高空。然后它 們就滯留在天上，甚至安頓下來。它們幫助形成了卷積云， 并作為成核顆粒形成冰晶，促進(jìn)降雪。它們既改變了天氣又影響了氣候，還促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)與污染物的分解。

       在陸地上，微生物主宰著我們最珍貴的資源之一——±壤。目前，多項(xiàng)對(duì)世界各地土壤微生物取樣的計(jì)劃正在進(jìn)行之中，有專家稱之為“探尋地球上的暗物質(zhì)”，將其與探索宇宙中的暗物質(zhì)相提并論。

       微生物使地球變得適宜人類棲居。它們分解死尸殘骸——這對(duì)其他生物來講相當(dāng)重要。它們可以將空氣中惰性的氮元素轉(zhuǎn)化或者“固定”成活細(xì)胞可以利用的游離氮的形式，造福于所有的動(dòng)植物。在墨西哥灣深海原油泄漏之后，細(xì)菌消化了許多污染物。它們可以利用石油里的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，再輔以從空氣中得到的氮源，饕餐一餐。

微生物也生活在巖石里。例如，在南非的埃姆博能金礦里，一些細(xì)菌在放射性衰變的幫助下繁衍生息。鈾裂解水分子時(shí)會(huì)釋放出氫元素，這些細(xì)菌就利用游離氫與硫酸鹽的結(jié)合為生。它們甚至可以幫助我們發(fā)掘金礦。代爾夫特食酸菌 (Del ftia aciclovorans )使用特殊的蛋白質(zhì)將對(duì)細(xì)菌有毒的游離金離子轉(zhuǎn)變成無毒的惰性金屬形態(tài)，使得固體金從溶液中沉淀出來，聚集成沉積金礦床。此外，也許是世界上最強(qiáng)悍的細(xì)菌耐輻射球菌( Deinococcus radiodurans )竟然 能生活在放射性廢物里。

我最愛的微生物幾年前才見諸報(bào)道。它是由地質(zhì)學(xué)家們?cè)诳碧姐@井，并研究提取出來的巖芯時(shí)發(fā)現(xiàn)的。從取自1600 米深處的巖芯里，他們發(fā)現(xiàn)了三種成分：玄武巖(巖床的一 種形式)、水和許多細(xì)菌。這些細(xì)菌依靠巖石和水就可以維生。

       最后，許多工業(yè)都有賴于微生物為我們服務(wù)——從發(fā)酵面包、釀酒，到利用生物工程技術(shù)生產(chǎn)現(xiàn)代藥物。我們盡可以放心地假定，細(xì)菌可以執(zhí)行我們給它們安排的任何化學(xué)反應(yīng)。它們無窮無盡的多樣性里肯定還隱藏著我們目前尚不了解的能力。我們需要做的是明確問題，并找到合適的微生物 來解決問題?；蛘?，我們可以改造它們的基因。限于篇幅， 這些令人激動(dòng)的可能性就不展開了。

網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載《消失的微生物》作者馬丁·布萊澤。