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[热读]小生物的世界
作者:比尔.布莱森

《青年文摘(绿版)》 2005年 第09期

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       要是你对身边的微生物过于在意,这很可能不是个好习惯。法国大化学家、微生物学家路易·巴斯德对他身边的微生物如此小心,连放到面前的每盆菜肴都要用放大镜仔细看一眼。由于他的这种习惯,很多人有可能不会再邀请他吃饭。
       实际上,你也无须回避细菌,因为你的身上和周围总是有很多细菌,多得简直无法想像。即使你身体很健康,而且总的来说很注意卫生,也大约有一万亿个细菌在你的皮肤上进食——每平方厘米上有10万个左右。它们在那里吃掉100亿片左右你每天脱落的皮屑,再加上从每个毛孔和组织里流出来的味道不错的油脂,以及强身壮体的矿物质。你是它们举行冷餐会的场所,还具有暖暖和和、不停地移动的便利条件。为了表示感激,它们给你体臭。
       上面说的只是寄生在你皮肤上的细菌。还有几万亿个细菌钻进你的肠胃和鼻孔里,粘在你的头发和睫毛上,在你的眼睛表面游泳,在你的牙龈上打孔。光你的消化系统就有100万亿个以上细菌,至少有400多个品种。有的分解糖,有的处理淀粉,有的向别的细菌发起攻击。许多细菌没有明显的作用,比如无处不在的肠内螺旋体,它们似乎只是喜欢跟你在一起。每个人体大约由1亿亿个细胞组成,但它却是大约10亿亿个细菌细胞的寄主。总而言之,细菌是我们一个很大的组成部分。当然,从细菌的角度来看,我们只是它们一个很小的组成部分。
       我们人类个儿大,又聪明,能生产使用抗生素和杀菌剂,因此很容易认为自己快要把细菌灭绝了。别相信那种看法。细菌也许不会建立城市,不会过有意思的社交生活,但它们到太阳爆炸的时候还会在这里。这是它们的行星,我们之所以在这里,是因为它们允许我们在这里。
       千万不要忘记,细菌已经在没有我们的情况下生活了几十亿年,没有它们,我们一天也活不下去。它们处理我们的废料,使其重新有用;没有它们的辛勤咀嚼,什么也不会腐烂。它们纯洁我们的水源,使我们的土壤具有生产力。它们合成我们肠胃中的维生素,将我们吃进去的东西变成有用的糖和多糖,向溜进我们肠胃系统的外来细菌开战。
       我们完全依靠细菌来采集空气里的氮,将氮转化为对我们有用的核苷酸和氨基酸。这是个令人惊叹而又让人满意的业绩。正如马古利斯和萨根指出的,在工业上做同样的事(在生产肥料的时候),工厂必须把原材料加热到500摄氏度,挤压到300倍于普通的大气压。而细菌一直在不慌不忙地干这件事。谢天谢地,要是没有它们传送氧,大的生物就活不下去。尤其重要的是,细菌们不断为我们提供我们所呼吸的空气并使大气保持稳定。包括现代型的藻青菌在内的细菌,提供了地球上供呼吸用的大部分氧。海藻和海里的其他微生物每年大约吐出1500亿立方公里那种气体。
       而且,细菌的繁殖力极强。其中劲头大的在不到10分钟里便能产生新的一代;那种引起坏疽的讨厌的小生物“产气荚膜梭菌”在9分钟里就可以繁殖,接着又马上开始分裂。以这种速度,从理论上说,一个细菌两天内产生的后代比宇宙里的质子还多。据比利时生物化学家克里斯琴·德迪夫说:“要是给予充分的营养,一个细菌细胞在一天之内可以产生280万亿个个体。”而在同样的时间里,人的细胞大约只能分裂一次。
       无论你吐出、滴下或泼出任何东西,细菌几乎都能在上面生活和繁殖。你只要给它们一点儿水汽——比如用湿抹布擦一擦柜子——它们就能滋生,仿佛从无到有。它们会侵蚀木头、墙纸里的胶水、干漆里的金属。澳大利亚科学家发现,有一种名叫蚀固硫杆菌的细菌生活在酸的浓度高得足以溶解金属的硫酸里——实际上,它们离开了浓硫酸就活不成。据发现,有一种名叫嗜放射微球菌的细菌在核反应堆的废罐里过得怪舒服的,吃着钚和别的残留物过日子。有的细菌分解化学物质,而据我们所知,它们从中捞不到一点儿好处。
       我们还发现,细菌生活在沸腾的泥潭里和烧碱池里,岩石深处,大海底部,南极洲麦克默多干谷隐蔽的冰水池里,以及太平洋的11公里深处——那里的压力比海面上高出1000多倍,相当于被压在50架大型喷气客机底下。有的细菌似乎真的是杀不死的。美国《经济学家》杂志说,嗜放射微球菌“几乎不受放射作用的影响”。要是你用放射线轰击它的DNA,那些碎片几乎会立即重新组合,“就像恐怖电影里不死的人到处乱飞的四肢那样”。
       迄今为止发现的生存能力最强的也许要算链球菌。它在摄影机封闭的镜头里,在月球上停留了两年,仍能恢复生机。总而言之,很少有什么环境是细菌生存不下去的。维多利亚·贝内特对我说:“他们发现,当把探测器伸进灼热的海底喷气孔里,连探测器都快熔化的时候,那里也还有细菌。”
       20世纪20年代,芝加哥大学的两位科学家埃德森·巴斯廷和弗兰克·格里尔宣布,他们已经把一直生活在600米深处的油井里的细菌分离出来。这个观点被认为基本上是荒唐的——600米深处没有东西能活下去——在50年时间里,大家一直认为他们的样品受到了地面细菌的污染。我们现在知道了,有大量微生物生活在地球内部的深处,其中许多与普通的有机世界毫无关系。它们吃的是岩石,说得更确切一点是岩石里的东西——铁呀,硫呀,锰呀等等;它们吸入的也是怪东西——铬呀,钴呀,甚至铀呀。这样的过程也许对浓缩金、铜等贵重金属,很可能还对石油和天然气的贮存起了作用。甚至还有人认为,通过这样不知疲倦地慢咬细嚼,它们还创建了地壳。
       现在有的科学家认为,生活在我们脚底下的细菌很可能多达100万亿吨。美国康奈尔大学的托马斯·戈尔德估计,要是你把地球内部的细菌统统取出来堆在地球表面,那么就可以把这颗行星埋在15米深处——相当于四层楼的高度。如果这个估计是正确的话,地球底下的生命有可能比地球表面的还要多。
       在地球深处,微生物个儿缩小,极其懒怠。最活泼的也许不到一个世纪分裂一次,有的也许不到500年分裂一次。正如《经济学家》杂志所说:“长寿的关键似乎在于无所事事。”当情况相当恶劣时,细菌们就关闭所有系统,等待好年景。1997年,科学家们成功激活了已经在挪威特隆赫姆博物馆休眠了80年之久的炭疽细胞。有一听118年的陈年肉罐头和一瓶166年的陈年啤酒,刚一打开,有的微生物就一下子活了过来。1996年,俄罗斯科学院的科学家们声称,他们使在西伯利亚永久冻土里冻结了300万年的细菌恢复了生机。迄今为止,耐久力最长的记录,是2000年由宾夕法尼亚州西切斯特大学的拉塞尔·弗里兰和他的同事们宣布的,他们声称使2.5亿岁的细菌苏醒了过来。那种细菌名叫“二叠纪芽孢杆菌”,一直困在新墨西哥州卡尔斯巴德地下600米深处的盐层里。果真如此的话,这种微生物比大陆还要古老。
       那个报告受到一些人的怀疑,这是可以理解的。许多生物化学家认为,在那么长的时间里,细菌的成分会退化,从而失去作用,除非细菌不时自我苏醒过来。然而,即使细菌真的不时苏醒,体内的能源也不可能持续那么长的时间。怀疑更深的科学家们认为,样品也许已经受到污染,如果不是在收集的过程中被污染的,那么也许是埋在地下的时候被污染的。2001年,以色列特拉维夫大学的一个小组认为,二叠纪芽孢杆菌与一种现代的细菌几乎相同。那种细菌名叫原古芽孢杆菌,是在死海里发现的。两者之间只有两种基因顺序不同,而且也只是稍稍不同。
       “我们该不该相信,”以色列研究人员写道,“二叠纪芽孢杆菌在2.5亿年里积累的基因变化之量,在实验室只要花3—7天时间就能完成?”弗里兰的回答是:“细菌在实验室里要比在野地里进化得快。”
       也许如此。
       (杨珍摘自《万物简史》,接力出版社,杜凤宝图)