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人类与微生物
前言
微生物与人类关系密切,它既能造福于人类也能给人类带来毁灭性的灾难。以下将从微生物与人类的关系、微生物的威胁以及微生物的应用和作用等方面对微生物作了一些介绍,以期人们对微生物有更多的了解。
关系
形形色色的生命造就了这个蓝色星球的庄严与美丽,芳草吐碧、繁花着锦、飞禽竞翔、走兽并驰……除此之外,我们周围还存在着为数众多的肉眼看不见的微生物。它们体积微小,却对人类影响深远。微生物有着各自的栖息场所、营养类型,广泛存在于自然界的每个角落,上至大气层,下至岩石圈。
自然界中有10万种以上微生物,广泛存在于空气、水、土壤和各种物体、动植物体、人体表面及与外界相通的腔道中。从宏观上看,自然界的物质循环依赖微生物的存在来运行,土壤的微生物通过腐败和发酵作用,将动植物蛋白转化为无机含氮化合物供植物生长需要,根瘤菌能固定空气中游离的氮气,为植物所利用,而植物成长后再被人类和动物所利用。
微生物学一般定义为研究肉眼难以看清微小生物生命活动的科学。这些微小生物包括:无细胞结构不能独立生活的病毒、细菌、真菌、单细胞藻类、原生动物等。目前已知生物种类有200万,虽然已经发现的微生物只有20万种,但由于培养方法的限制,自然界中还有大量的微生物等着我们去发现。
威胁
在肉眼难见的微观世界里,微小却极度危险的寄生虫、细菌以及病毒总是在积极寻找着自己的“衣食父母”,制造出一场场瘟疫面对瘟疫,人类总是眼睁睁看着死亡不断蔓延而束手无策。显微镜的出现让人们清楚地确认它们真实地存在于生活的各个角落。后来人类研制出了抗生素与疫苗,人类与微生物的生存之战才真正开始上演。
人类生活在微生物的环境中,彼此相互影响。微生物有着35亿年的历史,而人类的历史只有300万年左右。人类诞生在微生物的海洋中,微生物一直在影响着人类的健康和发展,特别是病原微生物,是引起人体多种疾病的根源,人类不断地与之抗争,抗生素的诞生使这种抗争加剧。目前的情况是,临床抗生素的大量滥用,使得许多病原微生物基因变异,产生了耐药性,此种情况愈演愈烈。那么,人类与微生物的关系是"和平共处"呢,还是不断升级地"军备竞赛"呢?
正如"超级细菌"NDM-1刚刚隐退,又有新的疫情告急——肠出血性大肠杆菌疫情在德国北部暴发;另一方面,对艾滋病的研究已经进行了30年,取得了抗逆转录病毒疗法等重大进展,但艾滋病防治依旧任重道远,这些都不禁让人感慨微生物的巨大威力。其实,从疟疾到肺结核,从SARS到禽流感,从乙肝到艾滋病,致病微生物与人类之间的战争从来就没有停止过。在科学研究不断取得突破并为健康提供重要保障的同时,人类也要加强自身对致病微生物的防范意识。
传染病伴随人类而存在 ,是人类的天敌。科学的进步、时代的发展、全球政治经济一体化的进程 ,并未停止传染病行进的脚步 ,许多旧的和新发的传染病不断涌现 ,日益成为人类的疾病负担 ,人为的微生物恐怖主义危险日益增大 ,直接威胁人类的健康、安全和可持续性发展。
牵动全中国乃至全球的 SARS疫情 ,终于得到了有效控制。微生物与人类健康的关系再次引起高度重视。人类与微生物的较量从未停止过 ,一波未平一波又起。总结经验教训 ,是为了更好地控制 SARS乃至未来的不知名的病原微生物对人类的伤害。
作用
1 、微生物的作用
（1）微物在物质循环中的作用
在生物圈内的物质循环过程中,以异样型微生物为主的分解者,在有机物的矿质化过程中有着不可替代的作用,它于生产者一起共同推动着生物内的物质循环,使生态系统保持平衡。例如,在碳素循环中,地球上 90% 的 CO2 是由微生物的生命活动产生的；在氮素循环中,固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用都有微生物的活动；在磷和硫的循环中同样也需要各种微生物的活动。
（2）微物与污水处理
工业迅猛发展的同时也给人们带来了一定的环境污染。在众多的污水、废水处理方法中,生物学的处理方法因具有经济方便、效果好的突出优点而被广泛应用。在污水的生物学处理过程中,微生物起着特别重要的作用,它们能将水体中的含碳有机物分解成 CO2、H2S、CH4等气体；将含氮有机物分解成氨、硝酸、亚硝酸和氮；能使汞、砷等对人类有毒的重金属盐在水体中进行转化,以便于回收或除去,使许多病原性寄生生物常因与环境不适而死去。
（3）微物与人体健康
人体肠道中含有很多种微生物,其中主要有大肠杆菌、产气杆菌、变形菌、粪产碱菌、产气荚膜梭菌、乳酸杆菌和螺旋体等。人体为这些微生物提供了良好的栖息场所,而这些细菌生活在肠道中能合成核黄素、维生素 B12 维生素 K 等多种维生素以及氨基酸以供人体吸收利用。
2 、微生物的污染
（1）工业产品中的微生物
各种工业器材,如金属、仪表、电讯器材、绝缘材料和纺织品等,它们或含有一些可被微生物利用的成分,或因种种原因沾染了或多或少的有机物质,因此,都会受到微生物的侵蚀,使之老化变质。
其合金制品受到微生物的侵蚀。例如,曾发生过飞机的油槽因受到牙枝霉、铜绿色假单胞菌和弧菌等的腐蚀而漏油。飞机机翼的内铝壁也受到上述微生物的侵蚀。钢铁及其制品因长期与水或土壤接触,受到铁细菌、硫细菌、硫酸还原细菌等的作用而腐蚀。电子设备、集成电路、绝缘材料等均可受到霉菌的侵蚀,由于霉菌的菌丝能导电,因此常能引起有关设备的失灵。
棉纱、尼龙、聚制脂及其制品,也常受到微生物的侵蚀。污染漾奶、毛的微生物主要有铜绿色假单胞杆菌、微球菌、枯草杆菌、曲霉、青霉等。污染棉织品的主要是纤维素分解菌群的微生物。污染尼龙的有球二孢和红曲霉等。微生物不仅能使纤维及其制品变质,而且与人体健康密切相关。例如,微球菌能使人的头部生白斑,铜绿假单胞菌与支气管炎、咽炎和耳、鼻、眼的炎症有关。
璃及其制品和显微镜、望远镜及照相机等器材的光学部分在温暖潮湿的条件下,都会由于曲霉、青霉等的生长繁殖而受腐蚀。
（2）产品中的微生物
粮、油原料极其制品,含有丰富的养分,它们是微生物的天然营养基地,如果其他条件适宜,霉菌、细菌、酵母菌等微生物就会迅速地繁殖起来。 肉、蛋、奶、水果和蔬菜等食品的表面都生活着很多的微生物,如果保存不当,常引起食品的变质和腐败。
罐头是人们保存食品的方法之一,但肉类罐头中存在着枯草杆菌、梭菌等菌群。由于芽孢的抗热性很强,在罐头制作过程中虽然经过了高温处理,而在一些肉类罐头中仍能检测出嗜热脂肪芽孢杆菌、耐热厌气性的腐败梭菌等,它们是造成罐头腐败的主要原因。
3 、防止微生物污染的措施
（1）防止贮粮霉变和真菌霉素污染的措施是：入仓前应降低粮食的含水量,除去破损、色变和霉变的籽粒；入仓后应创设干燥、低温和缺氧的环境,使霉菌失去生长繁殖的条件。
（2）器材的防腐问题,日益受到人们的重视。目前分别采用对人和动物安全性高的高效杀菌剂,选用抗微生物腐蚀性的材料及含抗菌物质的材料做成涂膜,使器材和微生物隔离,以防止微生物的危害
应用
根据现代分子生物学知识和微生物知识，认为基因重组方式可能是人类进化的一种主要方式；并认为微生物能通过基因重组有效介导自身基因和各种生物基因流向人类；从原核生物到真核生物中广泛存在的转座作用可能是微生物介导的基因重组的一种重要方式；高等生物是由低等生物进化而来的，而微生物是进化上最早最低级的生命体。据此，认为微生物可能在人类进化和物种进化中起到了极其重要的作用，甚至可能是一种源泉的作用。其可能方式是：微生物先感染其它生物，携带上该种生物的遗传物质，再感染人类，将所携带的遗传物质转移到人类基因组。
人类标榜自己是地球上最有智慧的物种．但严格地说．无论从数量上还是从影响力上看，地球并不被人类所支配，而是被微生物所支配。横扫地球的几次瘟疫虽然逼迫人类找到了抗生素这一有力武器，但今天愈演愈烈的病毒传播和感染的威胁又开始让人们束手无策。微生物与人类微生物包括真核生物的真菌、酵母，原核生物的放线菌、细菌及无细胞结构的病毒和噬菌体。它们在形态、生理、细胞化学、核酸（基因组）同源性等方面，都呈现出生物种的多样性。研究和应用微生物，是为了解生命起源和生物进化过程提供理论依据。
我们人类生活在微生物的“海洋”中，时时刻刻与微生物“共舞”，所以微生物与人类的关系非常密切。实际上，我们应当正确看待微生物与人类的关系，微生物既是人类的“敌人”，更是人类的“朋友”，人类应该征服“敌人”，加深与“朋友”的友谊，让微生物与人类和平共处。