微生物，地球上真正的“主角”如果没它，地球将会被生物遗骸填满

静静地分布在地球上所有地方的微生物在物质循环中起着主导作用，这样我们的地球就不会充满生物残骸。已知1亿到10亿种微生物栖息在1克土壤中，其中大部分是未知微生物。

我们人类只有微生物总数的1%，无论分解物质有多么困难，地球上一定有能够分解它们的微生物。受此启发，科学家们正在考虑利用生物修复来净化地球环境，即利用人工手段增强微生物分解有毒有害污染物的能力，缩短净化时间。

目前，地球的环境污染已经非常严重，污染的范围还在扩大。主要原因是人口的快速增长和经济的快速发展带来了大量的煤炭和石油消费，大量的新化合物被废弃。特别是大气中二氧化碳的增加是严重的，导致地球总体变暖。此外，人类在不考虑环境保护的情况下，为了自身的便利而产生的各种化合物严重污染土壤和地下水，给地球生物带来灾难性的危害。

在三氯乙烯和多氯联苯等化合物中，即使人们摄入少量，也无法在体内消化，并会在体内富集和浓缩。三氯乙烯是一种有机氯化物，在世界各地的高 科技 工厂中广泛用作半导体清洁剂。怀疑它对动物有致癌作用，然后从土壤或地下水中检测到。根据调查，仅在日本，三氯乙烯污染地下水超过环境标准的事件就有469起；此外，因常用作干洗溶剂的四氯乙烯造成的污染事件有629起。在调查的地下水中，约20%的三氯乙烯和27%的四氯乙烯超标。

另外一个例子是多氯联苯（polychlorinatedbiphenyls简称polychlorinatedbiphenyls），它不易溶解，不易燃烧，绝缘性好，化学性质稳定，因此被广泛用作电机的绝缘油和热交换器的热介质。

然而，科学家发现，多氯联苯在体内含量丰富，可导致肝脏疾病。多氯联苯进入环境的数量估计为41万吨，在全世界造成污染。科学家甚至在海豚或海豹等海洋哺乳动物体内检测到高浓度的多氯联苯。

此外，原油污染也是一个大问题。近年来，油轮事故造成大量原油泄漏到海洋，给海洋生态系统带来了巨大的破坏。这正成为一个世界性的问题。

人类造成的有害污染物很难单靠自然分解。即使它们能够分解，它们的净化能力也赶不上污染的速度，而且需要很长时间。科学家提出的生物修复的主要目标是净化这些难以分解的物质。

生物修复一般分为“生物激活”法和“扩展微生物”法，前者激活最初生活在污染现场的微生物，后者培养外来微生物。此外，根据处置方法，可分为现场净化的“就地处置”和运输至处置设施的“移动处置”。

下面介绍一些实用的生物修复技术。一是地下水三氯乙烯净化实验室。其方法是将现场的地下水打散并放入装置中，然后向装置中添加甲烷和营养物质（氮和磷），激活现场的“产甲烷细菌”，并将其返回地面分解三氯乙烯。这是一个典型的微生物活化污染控制的例子。

因此，在注入甲烷40天后，三氯乙烯的浓度从每升0.8毫克降至0.5毫克。此外，即使停止注射，三氯乙烯的浓度也会受到有效抑制。

三氯乙烯污染的地方很多，但由于成本高，利用甲烷进行三氯乙烯生物修复尚未普及。当然，现在所谓的“监测自然净化”是指没有任何人为干预的自然净化，所谓的“增加自然净化”是指有人为干预的净化。

方法是先将原油和海砾石混合，放入网中，然后分为两组。一组添加营养素，另一组不添加营养素。实验结果表明，添加营养素组原油确实被分解，对海上小动物没有不良影响。

为了减少全球温室气体二氧化碳，科学家们正在考虑一种生物修复方法，利用占地球表面70%的海洋来固化二氧化碳。海洋中的植物和浮游生物可以吸收大气中的大量二氧化碳。但是仅由于缺乏生长所需的“铁”，植物和浮游生物无法生存的海洋面积通常占10%左右，即约3600万平方公里，比亚洲大陆还要大。如果在这些海域种植铁来繁殖植物和浮游生物，并利用它们的光合作来吸收二氧化碳，这相当于增加陆地上的植物数量。这实际上增强了海洋原本独特的自然疗愈能力，因此对环境也是有益的。

该实验自1993年以来一直在加拉帕戈斯群岛的海面上进行。科学家从船上撒下铁，并用飞机和卫星对其进行监测。结果表明，它确实增加了植物和浮游生物，海水中的二氧化碳含量也减少了。此外，科学家还将煤灰或焚烧灰制成块状物，喷洒微藻和营养物质，并将其漂浮在海面上进行二氧化碳吸收实验。这不仅可以有效地固化二氧化碳，而且作为副产品的微藻可以被制成有用的物质，如紫外线吸收剂或回收的杀虫剂。海洋可以被称为未知微生物和基因的宝库。专家们正在 探索 各种有用的基因。建立海洋生物修复系统对于恢复海洋独特的自净能力、防止海洋污染恶化、恢复海洋应有的状态具有重要意义。

目前，科学家正在利用转基因超级微生物进行生物修复研究。

超级微生物的发展始于多氯联苯的分解。多氯联苯是非常稳定的化合物。在此之前，科学家并没有发现能分解多氯联苯的微生物。后来，他们发现食用联苯的细菌也能分解多氯联苯。

美国和日本使用两种多氯联苯分解菌进行基因操作。这些分解细菌的基因通过所谓的“DNA转换”方法相互关联。让它进化。理论上，多氯联苯可以产生209种化合物。这两种分解细菌的酶有95%相似，但它们分解多氯联苯的能力不同。

取两株分解菌的基因，用聚合酶链反应（PCR）进行扩增。首先，用酶解基因链，然后用PCR进行扩增。此时，一个称为“引物”的DNA片段被放入，片段被连接，两个基因被混合。其次，为了扩大该基因的全长，再次加入“引物”进行PCR。在混合基因中，能力较强的超级基因与原多氯联苯分解菌的基因交换，形成超级微生物。

制备的微生物对多氯联苯的分解能力远高于原分解菌。科学家还利用所谓的“分子模拟实验”来预测分解酶的结构，分解酶只能改变与多氯联苯分解有关的氨基酸。因此，它甚至可以繁殖分解二恶英和甲苯的分解细菌。以前，这两种物质不能分解。

科学家们还开发了能有效分解三氯乙烯的超级微生物，并培育了分解三氯乙烯的细菌。就实用性而言，如果你使用自然微生物，当然。然而，在今天追求高效率的过程中，需要更强的分解细菌。地球的未来可能就是这些微生物的世界。

微生物与人体的关系，它们就是我们！

微生物与人体的关系，它们就是我们！

检验师姐

百家号18-08-22 21:41

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人是地球的主宰者吗？当然不是了，微生物才是地球的主宰者。实际上我们的身体被微生物覆盖，而大多数情况下，这些微生物都是有益的，而不是有害致死的，而且我们认识到这一点已经有一段时间了。这些覆盖人体的微生物，如果你用显微镜观察他们，你会发现在我们身上的微生物细胞是人体细胞数量的十倍，我们身上微生物的质量比我们大脑的质量还重，我们的身体实际上是有着丰富的微生物生态系统，不幸的是如果你想要研究这个微生物系统仅仅用显微镜观察是不够的，研究他们的DNA序列是一种非常好的方法，通过DNA测序来分析不同来源的样本，然后从这些DNA序列中了解在特定位置的微生物。

比如说研究人体系统，我们不只是被覆盖在数量众多的微生物中，我们身上的微生物种类也是成千上万的，而且每个人身上的微生物种群各不相同，在过去的数年里人们一直在思考，也许这些微生物对人体是无害的微生物云，以及人和人之间的微生物，对人类健康和疾病个体差异有重要影响。有的医生认为糖尿病诱因之一是一些特定的微生物之间传递了错误的信息，然后这些在我们身体内的微生物群落，不知道怎么的消失了，这触发了某种免疫反应，让身体消灭了自身的制造胰岛素的细胞，人们通过DNA测序技术了解到身体内外的微生物云。

有一项研究，他们取得捐赠者的回肠里边充满捐赠者身上的微生物，然后他们消毒捐赠者的回肠，清除所有的微生物，然后移植到受者体内，他们这样做，因为这是医学上通用的做法，但不是一个好主意，因为如果留下回肠中的部分微生物菌群，理论上说这可能对接受回肠的人有益。通过DNA技术观察人体内外微生物研究有了长足进展，在欧洲有人类肠道宏基因组计划，很多其他研究，当他们做了各种研究，又发现了各种现象，比如在我们身体和表面的微生物对免疫系统的发育有益，帮助击退病原体，促进新陈代谢，决定我们的代谢速度。

但是我们无节制地滥用抗生素，如果你生病了，杀死病原菌，这是好事，但我们要知道，当我们把化工产品抗生素注入我们生活时，他们也能杀死生活在我们体内和表面的微生物。研究发现过度使用抗生素和肥胖疾病，各种健康问题都有关，因为抗生素破坏了人体生物的菌落，所以就会出问题，不论我们喜不喜欢，或者我们可以用抗生素杀死这些微生物，但是我们要相信，尝试用益生菌来重建微生物群落。可以吃逍遥丸或酸奶，有一些动物 吃其他动物的粪便，之前我们说过粪便移植，比如可以在人体内存活多年的艰难梭菌芽孢杆菌感染粪便移植健康捐赠者的粪便中，微生物的移植，事实上已经有一些成功治愈这些新的理论方法。我们可以把这些微生物看成人体的一个器官，看成人体的一部分，我们应该认真的对待它，尊重它，我们不应该在不必要的情况下，破坏它的平衡，比如采用剖腹产，使用抗生素，过度清洁。

小鼠和其他动物实验模型系统也正帮助我们研究，但人们现在使用DNA测序技术，成本已经很低。另外我们可以通过他们对人类的影响看到他们，他们不会影响我们的每一个部分，但是我们需要一个人体微生物的实地指南，这样我们才能了解他们对我们生活的影响，因为他们就是我们。

为什么微生物是生命演化中的真正主人公？

根据生物学家的估计，地球上微生物个体总量约为10301030，其中大部分是细菌。微生物是改造地球的主力军，它们的生态过程影响着化学元素周期表里几乎所有的元素，它们在地球上默默无闻地耕耘了近40亿年，从某种意义上来说，它们才是地球真正的主人公。

人们常有一种误解，以为只有肉眼看得到的动物和植物，特别是人类，才是地球和生命历史中的主人公。然而，这种看法却是大错特错的。

生命诞生于大约38亿年前，在生命历史的最初30亿年中，地球上的生命体绝大多数是小小的微体生物。目前，科学家通过某种核糖核酸的序列将地球上的生物分成古细菌、细菌和真核生物三大类。在地球的漫长岁月里，前85％的时间只存在由古细菌和细菌组成的原核生物，它们分布在各种环境里。已知的动植物只是真核生物中的一部分，在演化过程中所占据的时间也只是很少的一部分，所占据的环境也只是很小的一部分。相比之下，微生物所能生存的环境范围要大得多。科学家在数千米深的海底的岩石中发现有微生物在极端严酷的条件下生存，且数量极多，据估计，其生物量相当于全球地表生物总量的1/10。

许多人认为，包括人类在内的真核生物，其细胞是由原始真核细胞吞入细菌共生演化而来的。除此之外，包括人体在内的多细胞生物体也是一个小小世界，细菌等微生物都是重要的有机组成部分。成年人体内共有细胞约100万亿个，细菌数量则是细胞的10倍，初步测算人体内大约有500种细菌，超过1000万亿个，而这些细菌大多集中在人的消化道中。从细菌多样性程度来说，肠道内的细菌种类数量可与热带雨林的物种数量相比较。单从数量上来说，哺乳动物结肠内的细菌群落密度堪称地球之最。对于大型食草动物而言，如果没有细菌的帮忙，它们根本无法消化食物中的半纤维素、纤维素。别看牛、羊、马吃起草来津津有味，它们根本不能依靠自身的消化酶完全消化纤维食物，只能通过共生的微生物起作用，使得食物中的半纤维素和纤维素在消化道中发酵分解，最后得到利用。

根据生物学家的估计，地球上微生物个体总量约为10的30次方，其中大部分是细菌。微生物是改造地球的主力军，它们的生态过程影响着化学元素周期表里几乎所有的元素。微生物又是影响生命演化历程的重要角铯，它们在地球上默默无闻地耕耘了近40亿年，从某种意义上来说，它们才是地球真正的主人公。