微生物，無處不在的親密伙伴

謝小軍

土壤

土壤是微生物的大本營，這里生活著數(shù)量眾多的細(xì)菌、真菌、原生動物，土壤具有的特殊氣息就是通過放線菌產(chǎn)生土腥味素發(fā)出的。一般而言，一克農(nóng)耕土中，有幾百萬個細(xì)菌，幾十萬個真菌孢子，幾萬個原生動物。當(dāng)然，由于檢測方法的限制，這個數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于土壤中微生物的實(shí)際數(shù)量。微生物在土壤中不是均勻分布的，大多數(shù)微生物生活在十幾厘米以內(nèi)的表土層，土層越深，微生物就越少。由于植物會分泌一些營養(yǎng)物質(zhì)，因此在靠近植物根系的土壤中，生長著更加豐富的微生物，其數(shù)量往往比周圍的微生物數(shù)量多出幾倍甚至是十幾倍。另外，土壤的肥沃程度與土壤中的微生物有很大關(guān)系，微生物可以分解土壤中的有機(jī)物（包括動植物尸體），促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，提高土壤肥力。

水體

池塘、湖泊、溪流、河流、海洋等水體也生活著微生物。一般而言，水體越清，微生物越少，有句俗話說“水至清則無魚”，也可以說“水至清則無菌”。含有較多有機(jī)物或者被生活污水、工業(yè)污水污染的水體微生物較多，這是由于這些污水帶給微生物很多的食物。不同的光照和氧氣條件導(dǎo)致不同的微生物生活在水體的不同深度，例如水體表面附近就生活著許多能進(jìn)行光合作用的微生物，深水中生活的多是些不喜歡氧氣的微生物。

流水不腐，這其中的科學(xué)原理就在于微生物。靜止的水含氧量不高，使厭氧細(xì)菌得以生長繁殖，它們在新陳代謝中會產(chǎn)生硫化氫以及其他一些臭味物質(zhì)。流動的水能溶解更多的氧氣，使得好氧微生物生長繁殖，它們能夠分解污物。同時由于氧氣充足，其他水生生物也能生存下來，有些可以吞食微生物，這樣就構(gòu)成了一條完整的生態(tài)鏈，物質(zhì)被循環(huán)利用起來，水體自然得到大大凈化。當(dāng)然，微生物對于水的潔凈作用是有限的。污染物質(zhì)過多，超過了好氧微生物的分解能力，亦即超過了水的自凈能力，即使水是流動的，也免不了腐臭。

空氣

大氣中也有微生物，這些微生物主要是被風(fēng)吹出的土壤顆粒、小水滴、人和動物體表的脫落物以及呼吸道飛沫等帶來的。總的說來，由于大氣中缺水少食，還有可怕的紫外線，并不是微生物理想的生存環(huán)境。這里的微生物往往是過客，它們雖翱翔于天空，卻時刻心系大地，一有機(jī)會就要回到地面。空氣的污染程度直接影響大氣中微生物的數(shù)量，例如北極上空幾乎沒有微生物，海洋上空每立方米的空氣中也就一兩個，而城市上空同樣體積的空氣中卻高達(dá)數(shù)千個，家畜養(yǎng)殖場上空則可高達(dá)上百萬個。這也是空氣污染嚴(yán)重的地方人們?nèi)菀椎脗魅静〉闹匾颉Ｓ绕涫悄欠N人口密集、空氣不流通的公共場所，極易被病患者或病菌攜帶者污染，引起呼吸道傳染病的傳播。

生物體

有些微生物不能獨(dú)立生活而必須生活于宿主體內(nèi)。如果它們只是貪婪地吮吸這些生物體內(nèi)的營養(yǎng)，給宿主帶來莫大的痛苦，它們則是寄生性微生物；如果它們在獲得營養(yǎng)的同時對宿主也有好處，并且和宿主分工合作、相依為命，甚至形成獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu)，則它們與宿主的關(guān)系叫共生。根瘤菌和豆科植物（如大豆、豌豆、花生等）形成根瘤是共生的一個典型例子。細(xì)菌在根瘤中為植物固定氮?dú)猓磳⒌獨(dú)廪D(zhuǎn)化為植物能夠利用的氮素，而植物則款待以細(xì)菌好吃好喝的。

極端環(huán)境

微生物是地球上分布最廣的生命，除了其他動植物能夠生活的地方外，不少微生物尤其是古菌生活于各種極端環(huán)境，它們直接決定著生命的疆域。20世紀(jì)60年代，一位年輕的微生物學(xué)家布洛克（Thomas Brock）來到了著名的美國黃石國家公園，他此行的目的是休假，但耐不住寂寞的他將公園里高達(dá)80℃的熱泉水作為他觀察的對象。在顯微鏡下，他驚奇地發(fā)現(xiàn)許多“活的小生命”，布洛克敏銳地意識到自己或許已打開了一扇嶄新的微生物世界的窗戶。今天，已經(jīng)有越來越多的生活在極端環(huán)境中的生命被發(fā)現(xiàn)，人們曾從pH0（酸度是普通細(xì)胞生存環(huán)境的至少十萬倍）的酸礦水、上千個大氣壓的海底、幾千米的地下、幾千米的冰層下、飽和濃度的鹽水湖中和幾百攝氏度高溫的海底火山口附近都分離到微生物生命。值得一提的是，把許多這樣的生命放到“正常”的環(huán)境，它們反倒不能活了，普通生命視之為地獄的地方才是它們的樂園。極端微生物的存在讓人類將目光投向了宇宙深處，希望在別的星球發(fā)現(xiàn)某種形式的生命。布洛克曾預(yù)言：“只要水保持液態(tài)就有發(fā)生生命的可能”，未來的發(fā)現(xiàn)或許將證明他的睿智。endprint