地球历史奠基者


  生命从无到有,变化万千,构成了五彩斑斓、生机盎然的自然世界。虽然从构造复杂程度上来看,我们人类的身体是远超过微生物的,但如果以地球的时间尺度来丈量,微生物的出现比人类早很多。在地球46亿年的悠久历史中,微生物至少存在了35亿年。

  有人认为第一个微生物来自浩渺宇宙中飘落的星辰,也有人认为它们出现于幽深暗蓝的大西洋底部,来自那亿万年沉积的黏土中或者神秘的深海温泉……关于微生物的起源,科学家们众说纷纭。不过有一点是可以肯定的,那就是微生物改变了我们的地球。

创造大师显惊奇


  在历史长河中,广袤的大地、澄澈的天空、深邃的海洋……地球上每个角落都有微生物的踪迹。这些看似渺小的微生物逐步改变了地球的外部生态,推动着各种物质之间的化学反应,为地球早期多细胞生命的演化创造了必要的条件。
  微生物就像一位鬼斧神工且孜孜不倦的设计师——它制造了支撑动植物生存基础的氧气,培育了细腻柔软的肥沃土壤,还设计了海洋生态系统赖以维系的食物链。就这样,在微生物的作用下,不同的生命形式不断涌现,形成了如今庞大、复杂、生机盎然的地球生态系统。

“小”发现开启大世界


  既然微生物这般重要,那你见过微生物吗?
  绝大多数的微生物都非常微小,肉眼难见,100万个微生物也不过针眼大小。真正看见和描述微生物的第一位科学家是荷兰人列文虎克。1674年,他用自制的显微镜把物品放大了50~300倍,清楚地看见了细菌和原生动物,首次为世界揭示了一个崭新的微生物世界。
  目前地球上已知最小的微生物是支原体,大小只有100纳米,它可以独立生存,也很喜欢寄生在其他生物体内。支原体是一类介于病毒和细菌之间的单细胞微生物,其中,最有名、最危险的要属肺炎支原体,它能引起哺乳动物身体的严重病变,特别是牛的呼吸器官会受到致命影响。因为这些危险分子的存在,微生物与我们地球生物圈的关系是互利共生、相爱相杀的。

创造自然传奇


  现在,环顾周围,微生物仍然是我们这个世界的主宰。无论是海洋、森林、草原等自然生态系统里,还是城市、乡村、矿区甚至宇宙飞船等人工生态系统里,微生物无处不在,各显神通。除此之外,一般生物无法生存的臭氧层、岩石圈,乃至温度低于冰点的极地和温度极高的干旱沙漠等极端环境中,都能看见微生物的身影。
  马丁·布莱泽教授是人类微生物群系研究的权威之一,其在着作《消失的微生物》一书中,提出了许多当代科学家对微生物研究的新发现,比如很多海洋微生物都是所谓的“极端微生物”。在黑暗缺氧的海底世界,许多微生物正是靠着热泉中的化学物质繁衍生息。
  大气圈不是微生物生长繁殖的良好场所,但空气中悬浮着的细小尘埃和水滴都能作为微生物的藏身之处。大气中的微生物主要有球菌、芽孢杆菌和霉菌的孢子等。大量的微生物随风飘向高空,滞留在天上,在它们的帮助下,白茫茫的卷积云形成了,促进了降雪。它们可以改变气候,影响天气,还促进了空气中污染物的分解和营养物质的循环。
  土壤是微生物的大本营。它们可以促进土壤中的有机物质分解和氧化。在它们的作用下,地球土壤变得适宜动植物们栖居。腐生真菌分解死尸残骸产生二氧化碳和水,被植物重新利用,使能量回归生态圈,这对其他生物来讲至关重要。
  在英国石油漏油事故造成墨西哥湾深海原油泄漏之后,微生物为人类的错误做出了最大限度的补救,它们消化了许多污染物,还利用石油里的营养物质,辅以空气中的氮源,为自己创造了饕餮大餐。地质学家们在勘探钻井的时候,在1 600米深处的岩芯里也发现了微生物,这些细菌依靠岩石和水就可以维生……
  无处不在的微生物经受住了宇宙大爆炸的考验,扎根繁衍于地球,经过亿万年流传,创造出美好的地球生态环境。在沸腾的海底热泉里,在北冰洋厚厚的冰层下,在美国俄克拉何马州的飓风中,在南非埃姆博能金矿里……无论是哪种极端条件,微生物都能生存。可以说,微生物不仅创造了无数个自然传奇,它本身就是生命的奇迹。
  本文中提到的微生物科学知识,是基于中外微生物领域顶尖科学家数百年里大量的考察研究出来的劳动成果。在浩渺的历史长河中,有这幺一群伟大的科学家,不断地探索着微生物这个神奇的世界,让我们了解了这些渺小而伟大的生物。
  作者单位:北京市北海公园管理处