微生物的存在对我们的影响(我们将无法消化)

当人类发现微生物后,随之而来的第一个问题是:这些微生物是否与我们的生活相关,是否对我们的身体有所影响呢?

1857年,巴斯德在关于乳酸发酵的报告中指出,除了啤酒酵母之外,在糖变成乳酸的过程中,还有乳酸酵母(即乳链球菌)在起作用。他对发酵所必需的化学物质和发酵产物的化学成分也作了较详细的分析。

微生物的存在对我们的影响(我们将无法消化)(1)

1876年,德国微生物学家科赫详细地描述了炭疽病杆状弧菌(后称炭疽杆菌)的生活史,指出了炭疽病的途径,并首次证明这是由细菌感染引起的疾病。同期也在进行炭疽研究的巴斯德发现,在埋有病尸的田地中,蚯蚓通过活动把炭疽孢子带到地面,当牛羊取食带刺植物时,孢子随之传入体内。根据这样的生活传播史,他提出了预防炭疽的方法,但这一理论在当时受到了很多质疑。1877年,巴斯德通过100多次转移稀释实验,证明了微生物是引起传染病的致病因子。

至此,以法国巴斯德与德国科赫为代表的科学家们将微生物学的研究推进至生理学阶段,从此走上了研究微生物病理的道路。

巴氏消毒法

我们在日常生活中对牛奶的需求量很大,但喝新鲜牛奶是不安全的,因为其中可能包含了大肠杆菌等多种致病菌,直接饮用容易致病。目前常用的灭菌方法分为两种;一种为高温灭菌法,也就是在95℃以上加热20分钟,高温可以增强灭菌效果,但对乳制品的风味有所影响;另一种为低温灭菌法,即在60℃以下加热30分钟,作为低温灭菌的标准,它已被世界各国广泛采用。这种低温灭菌法由法国微生物学家巴斯德发明,我们把它称为“巴氏消毒法”。

微生物的存在对我们的影响(我们将无法消化)(2)

巴氏杀菌牛奶

1882年3月,科赫在柏林生理学会上指出结核杆菌是肺结核病的根源;1883年,他分离并鉴定了霍乱病菌;1884年,他成功地找到了霍乱交叉感染的途径、隐患,以及有效控制霍乱的方法。与此同时,在巴斯德、科赫等人工作的基础上,科学家们进一步对细菌的致病机制展开研究。俄国动物学家、免疫学家梅契尼科夫(Metchnikoff)认为血细胞具有保护机体免受感染性物质侵袭的作用,提出了细胞吞噬理论。科赫则主张体液论,认为免疫依赖于血液和体液中诱导出来的某些因子。

微生物的存在对我们的影响(我们将无法消化)(3)

1982年3月24日,我国邮电部发行的罗伯特·科赫发现结核杆菌100周年纪念邮票

这些都为日后医学免疫学说的发展提供了重要的依据。进入20世纪,随着生物化学和生物物理学研究的不断深入,以及电子显微镜和同位素追踪原子的发展,人类对微生物及其致病机制的了解突飞猛进。于是,我们逐渐知道了细菌、病毒等病原体的结构特性,所释放的毒素物质,以及人类对这些微生物及其毒素的反应等一系列过程,从而能够更清楚地解释人类患病的原因。到目前为止,人类已经了解了不少细菌与病毒,但这仅仅是它们庞大家族中的一小部分。当人类消灭了天花,战胜了鼠疫、霍乱等传统传染病后,又有一些前所未有的新型传染病悄然出现并威胁着人类的健康。可以说,人类与这些微生物亦敌亦友,是一种相爱相杀的关系。

我们和微生物

约翰·麦克斐(JohnMcPhee)在他的经典文章《盆地与山峦》里,以一个出色的类比刻画了我们在历史长河中的位置:“倘若地球的全部历史有古英格兰的一码长,即从国王的鼻尖到他伸展开的手臂末端那么长,那么当他在指甲锉上打磨一下指甲盖的时候,就抹去了人类的全部历史。”

或者考虑另外一个类比:假如将地球过去37亿年的生命史压缩成24小时,那么,我们的类人祖先将在午夜前47~96秒出现,而我们自己—灵长类智人属则在午夜前2秒登上舞台。为了理解浩瀚无垠的微生物世界,我们需要理解一个概念绝大多数微生物都非常微小,100万个微生物也不过针眼大小。但是假如你把地球上所有的微生物都聚拢起来,它们的数目将超过所有哺乳动物、鸟类、昆虫、树木等肉眼可见的生命形式的总和。此外,微生物的总质量也将远远超过这些肉眼可见的生命形式的总和。请记住这个事实:不可见的微生物组成了地球上生物量的主体,超过海洋与森林中所有的鱼类、哺乳动物、爬行动物。

没有微生物,我们将无法消化,无法呼吸;没有我们,绝大多数微生物将安然无恙。

——节选自马丁·布莱泽《消失的微生物》

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