不能没有你，细菌

不能没有你，细菌
小暴萍

      一听到“细菌”的鼎鼎大名，不少人就要花容失色。我们常把细菌和肮脏、疾病等联系起来，而安妮•马克苏拉克却写了《微观世界的博弈：细菌、文化与人类》一书来为细菌正名。她成功地将读者对细菌的观念转变为：细菌是地球生态系统不可或缺的一员，它们在人类的生活中扮演着重要的角色。

      没有细菌，就没有植物。实际上，科学家通过DNA分析发现，植物和现代细菌是手足关系，它们共同的祖先是原始蓝藻菌。这两者在至少20亿年前就走上了不同的进化之路，但是时至今日，它们依然有着密切的合作。植物生长所需的碳、氧、氢可从空气中直接获得，而氮、磷、钾、硫等矿物质则需要细菌帮忙，从土壤里获取和交换。氮是植物需求量最大的矿物质，但是只有蓝藻菌等固氮菌能直接从空气中吸收氮气，之后再经手亚硝化细胞菌、硝化杆菌、根瘤菌，最后才转化成植物可以吸收的形式。植物用碳水化合物来招呼它的上宾，以赢得根瘤菌的青睐。

      细菌和动物共生。以人为例，一个婴儿在出生几分钟内就开始建立皮肤菌群，稍后形成消化道菌群。这些细菌终身陪伴着我们，甚至在人体失去生命之后，它们还要继续分解的使命。幽门螺杆菌住在食道和胃里，代谢之后产生的糖类、氨基酸和维生素为人类提供了营养。人类肠道里的各种细菌分解产生能量，这种能量帮助我们维持体温。科学家还发现，暴露在细菌较多（懒于清洁）的环境中，孩子的免疫系统更强大，更少出现呼吸问题。

      当然，也不可否认细菌的恶行。人体的表面栖息着约1000种不同的细菌，一旦皮肤割伤、磨破、烧伤时，这些细菌就会引起感染。大伤口处理不当，甚至还会引发坏疽和破伤风。皮肤细菌分解汗水产生的脂肪酸等化合物引起了体臭。人类的口腔里有丰富的细菌群，厌氧菌分解食物产生的含硫分子，这就是烦人的口臭。食物变质就是细菌引起的，而臭名昭著的大肠杆菌引发食源性疾病。

      但是，人类依旧离不开细菌。想想我们能否离开以下食物？奶酪，黄油，酱油，酸菜，腌菜，啤酒，葡萄酒，干腊肠，酵母面包……如果没有细菌，这些食物都无法制作。植物腐烂之后产生的烃类碳化合物，要是没有厌氧菌经过消化给碳原子连上氢，就不会有煤炭、石油和天然气。要是没有细菌，就没有医学和农业领域的抗生素（杀菌剂和抑菌剂）。

      抗生素真是让人又爱又恨。它的本质是来自于细菌的细菌素，用来消灭与自身没有亲缘关系的微生物，即让对人有益的细菌大战引发疾病的细菌。早在1897年，杜谢恩就发现青霉能够杀死大肠杆菌，可惜没人重视这个研究成果。直到1929年，弗莱明也发现青霉菌溶解了菌龄较小、正在生长的其他细菌，他将这种新物质叫作青霉素。1941年，青霉素大规模生产。此后的几十年，抗生素激增，人们一度以为人类已经战胜细菌了！

      直到不断出现抗药性的细菌。别小看细菌的微小，殊不知小有小的好处。它们能够迅速增殖，有的甚至20分钟就能增殖一次，一夜之间就会出现基因突变的新种群。抗生素对正在分裂的活跃细菌最有效，而对伤风、流感和其他病毒性感染无效。人类在医学和农业上滥用抗生素的后果就是：许多没被杀死的细菌开始携带抗性基因，到了今天，超级细菌能够对所有已知的抗生素产生抗性。万一人类感染了这种超级细菌，在现阶段就等于必死无疑。

      人类忘记了弗莱明的警告：“如果没有科学常识，人们很容易吃药吃得不够，这样会将微生物至于非致死性的剂量下，使其产生耐药性。”当然，大自然还有无数的抗生素等待我们去开发，只不过开发成本实在太高了。这场和细菌的博弈，人类恐怕并不占上风！

      细菌研究的前景不可估量。近50年来，14个诺贝尔奖都授予了基于大肠杆菌的研究。1973年，博耶和科恩将蟾蜍的基因转移到了大肠杆菌上，创造了世界上第一个人造的转基因生物，敲开了基因工程这门科学的大门。从那时起，科学家可以切割DNA，从中插入无亲属关系的生物的基因，从而操纵微生物、植物和动物的基因。

      以前，科学家要在实验室里培养细菌，他们发现细菌增长的速度慢，且容易受到污染，难以满足研究和医药的需求。1983年，穆利斯发现了让碎片化的DNA扩增的方法——聚合酶链式反应。此后，人类得以迅速得到制药所需的细菌，准确追踪遭受细菌感染的食品，能够很快地锁定偷猎贩卖动物的物种，且提高了重建灭绝的古生物的DNA的准确性。

      在未来，细菌会进入工业生产，细菌和霉类将代替高温或者危险催化剂的工业步骤，从而有效地节约能源和保护环境。细菌已经能够制造出几乎所有人类发现的重要化合物，包括医用软管、静脉输液袋等可降解塑料。当然，这种聚酯纤维的造价并不便宜，白色生物技术的推广还有待进一步的技术创新。未来的生物学最好的广告词就是：清洁、安静、无污染。

      但是，转基因生物也遭到一些批判。大量的转基因生物涌入环境，会不会引发灾难性的基因污染和生态损伤？为此，微生物学家建立了生物防范系统，在重组细菌DNA的时候加上自杀基因，确保细菌在完成任务之后进行自我毁灭。细菌逃逸的几率只有一亿分之一。