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“温柔可爱”的细菌

[日期:2011-07-18]   来源:生物百花园  作者:生物百花园   阅读:373[字体: ]
在许多人的印象里,细菌就是疾病,瘟疫的代名词,许多可怕的流行病都与细菌有着难以解脱的渊源。但是,也许我们想都没想到,并非所有的细菌都是这么青面獠牙、穷凶极恶的,许多细菌其实还是非常“温柔可爱”的。
 
与人体细胞友好相处
 
我们每个人的身体细胞种类其实都是由90%的细菌细胞和10%的人体细胞所组成。成年人的身体里至少生存着500个种类的细菌,细菌细胞的总数可达100万亿个,是人体细胞数的9倍。
看了这些数字后,知道了我们的身体里被这么多“异类”占据着,是不是会让我们感到不寒而栗?这些占了人体绝大部分细胞的细菌会不会“喧宾夺主”,甚至“犯上作乱”,对我们造成很大的伤害呢?
确实,人类有很多疾病就是由侵入我们体内的细菌引起的,所以人们对细菌心怀戒备之心也是可以理解的。但是实际上,相对而言,在人体内的细菌中,有害菌所占的种类和数量都很少,与它们相比,大多数细菌还是能够与人类相安无事的。当人尚处在母亲体内的时候,还是很“干净”的,可是从母腹中呱呱落地之时起,人就开始与细菌结下了不解之缘,人的身体就成了细菌聚集、驻扎繁衍的大本营,许多细菌甚至是终老于人体内,一辈子也没 离开过。
这些细菌是如何躲过人体免疫系统的巡查而生存下的呢?科学家研究了实验鼠体内帮助消化植物类食物的类杆菌,结果发现,类杆菌在肠道中包裹着一层它们本来没有的糖外衣,这层糖外衣是类杆菌从肠道内壁剥下后据为己有的,如果把细菌的这层糖外衣剥去,这些细菌将会被老鼠体内的免疫系统发现并进行围剿而快速死亡。研究人员相信,在人体大肠内寄居的同类细菌也包裹着一层糖外衣,这表明糖外衣对肠道细菌的生存很重要,同时也说明不管是有害菌还是有益菌,它们都很善于“拉大旗做虎衣”。
 
为人类健康服务
 
许多细菌对人类不仅无害而且有益,能给人类带来很大的好处。这些细菌与宿主结成了利益共同体,与宿主的免疫系统一道并肩作战,共同抵御“外敌”,为宿主的健康和生存做出了巨大贡献。所以,科学家也把这些能与宿主友好相处并对人体有很大益处的细菌 称为“有益菌”。
比如仅在人体肠道内的寄生菌就有400多种,它们维持着肠道的“生态平衡”,为人体提供维生素和氨基酸等不可或缺的物质。其中的乳酸杆菌就是这样一种有益菌,这种微生物生活在人的肠道里,可以降低呼吸道感染,防止腹泻的发生,还可以在腹泻后加速康复等。
而生活在人的皮肤表面的葡萄球菌,每平方百米便有15万个左右,会把皮肤的每一个小孔都塞得满满的,使其它有害菌无法进入和存活。绿灰链球菌则生活在我们的口腔中,全力阻止可能给我们肉体带来感染的其它入侵者,防止龋齿的发生。
有益菌甚至还能帮助降低血液中的胆固醇水平,以及通过降解致癌物质,抑制某些癌症的发生发展。近年来,科学家们在人体骨髓里也发现一些有益的细菌,例如厌氧棒状细菌,在骨髓内可以保护和激活造血干细胞,提高白细胞的繁殖能力,还能诱导体内合成难得的干扰素,以增加机体对病毒的抵抗力。
所以,人体如果缺少有益菌,就会影响身体健康,对于这一点,人们已经有越来越清楚的认识。例如,实验室饲养的无菌动物,由于体内缺少某些细菌,往往是病恹恹的,它们的免疫系统严重发育不良,肠道系统特别容易受到感染,而一旦感染上某种疾病,往往就会导致死亡。
除了一些有益菌对宿主帮助很大之外,一些对人类有害的细菌经过人类的改造,也会“改变立场”,从有害菌转变为有益菌。这方面最典型的例子是疫苗,例如从结核杆菌改造而来的卡介苗,还有天花疫苗、霍乱疫苗、伤寒疫苗、流脑疫苗与破伤风疫苗等,已经成为人类预防疾病的助手。
值得一提的是,有的细菌还是制药能手。科学家们发现了一种细菌在进入人体肠道后,能够分泌一种特殊的、具有消火等功能的蛋白质,这就如同在人体内形成一座小型“制药厂”,从而可以在病灶处集中力量消灭疾病。最近,美国科学家还发现了一种制冷细菌,它们能在2-3分种内将人体表面迅速冷却到0℃以下,把用这种细菌调制成的冷却剂,涂在伤口周围,可使人体细胞组织温度降低,防止炎症发生,促进伤口愈合。
随着生物工程技术的发展,从细菌中利用基因移植来获取价廉物美的良药,已经成为生物工程技术方面研究和发展的一项重点。例如,过去生产1毫克垂体生长激素约需10万头羊的垂体,而利用大肠杆菌的基因移植,则只需要2升菌液而已。
 
工农业领域的好帮手
 
目前,对于有益菌的研究和应用已经从医学领域扩展到工农业领域。
在工业方面,美国科学家发现一种在光合条件下能产生纤维素的细菌,其生产出的纤维比一般的植物纤维要长,质地更坚实、柔软,用这种细菌纤维织的布,比棉麻织品要经久耐用得多。美国有家化学公司最近发明了一种利用细菌直接生产塑料的新方法,用这种子方法生产出的塑料制成农用地膜,使用一定时间后会自行降解,不但不会造成污染,反而会增加土壤中的有机质。美国有个大型制糖厂用的原料既不是甘蔗也不是甜菜,而是一种嗜热细菌,这种细菌专门“消化”各种纤维素,如废纸,并产生一种无气味的颗粒状合成蛋白或葡萄糖,每“消化”100公斤废纸,就可生产50公斤食糖。德国有个垃圾处理厂,处理垃圾的方法既不是焚烧,也不是填埋,而且是将一种厌氧的细菌置于垃圾中,让细菌分离垃圾并产生一种类似乙炔的可作燃料使用的气体。
在农业方面,日本科技人员经过多年研究找到了一种除草菌,它以孢子的方式生长在杂草上,通过快速繁殖,与杂草争夺营养,致使杂草枯萎死亡,而且这种细菌还对人、畜和水稻植株无害,不会污染环境。美国科学家通过使细菌变性后获得一种防冻细菌,这种细菌能防止霜冻,避免水果和块茎作物在低温环境下遭受冻害。美国科学家还从酵母菌中分离出一种能防止水果和蔬菜腐烂的菌株,通过试验发现,未施菌剂的水果大面积腐烂,而经过菌剂处理的水果则安然无恙。此外,科学家通过研究,已经熟练地掌握了利用“腐生”细菌能够吞噬腐烂的植物和尸体,在此过程中还能够把植物必不可少的氮释放进土壤。
如今,有益细菌作用机理和如何去筛选、培育安全有益细菌已成为世界微生物领域公认的沿性课题。可以预见,世界各国对有益细菌的深入研究,将大大有助于人类的健康和社会经济的发展。

 


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