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微生物的是是非非2（第1页）

微生物的是是非非（2）

奇妙的“指北针”

有一种微生物，在北半球它总是朝向地磁南极方向移动，而在南半球它又朝着地磁北极移动，这仿佛是“指北针”的东西到底是什么呢?

它就是1975年美国新罕布什尔大学的生物学家布莱克莫尔首次发现的磁性细菌。磁性细菌是一种厌氧菌，为了尽可能到达地下缺氧的环境中，它采取了沿着磁力线移动的方式。原来，地球的磁力线只是在赤道地区才与地面平行。随着纬度的升高；磁力线的倾斜度也增大，因而，在地球两极的磁力线便与地面垂直。这也就是说，在高纬度的南北半球上，沿磁力线运动就意味着从上向下的移动。由此可见，这种趋磁性正是磁性细菌生存所需要的。

磁性细菌为什么能感知地磁呢?研究表明，磁性细菌之所以有如此特异功能并能沿着磁力线移动，是因为在菌体内含有10～20个自己合成的磁性超微粒。这种微粒的大小为500埃～1000埃（1埃=10＋{-8}厘米）。每个颗粒都有相同的结晶构造。迄今为止，无论采用哪种高技术都不能制造出这样的结晶体。如果用人工方法合成500埃～1000埃的磁性微粒，需要采取一系列的复杂工程，例如在真空状况下熔炼金属，再进行蒸发等等。不仅如此，人工制作的磁性超微粒的形状和大小是不均一的，而磁性细菌只需要在常温、常压下就能简单地合成。为此，磁性细菌因生产简便和利用价值高，正受到国际科学和工业界极大的瞩目。

根据磁性细菌会沿着磁力线方向移动的性质，日本东京农工大学的松永是助教授制作了磁性细菌捕获器，这种装置含有采用磁铁的特殊过滤器，把它放入水中就能捕捉到磁性细菌。将捕获后的磁性细菌进行培养和繁殖后进行了一系列研究。只解决摆在人们眼前的问题，首当其冲的问题是，磁性微粒到底是什么?其次是我们该如何利用磁性细菌?

科学家们通过各种实验一一解答了这些问题。他们将培养后的磁性细菌的菌体破坏，利用菌体和磁性超微粒之间存在着的比重差，通过离心器进行分离，抽取出磁性超微粒。用x射线对这种微粒进行解析后证明：它们确实是四氧化三铁，其大小约为500埃～1000埃。

最初利用磁性细菌进行的试验是把葡萄糖氧化酶固定于磁性微粒上。结果表明，1微克（1016克）的磁性超微粒可以固定200微克的葡萄糖氧化酶。而同量的人造锌一铁氧体磁性超微粒（5000埃），只能固定1微克的葡萄糖氧化酶，两者相差200倍，并且固定于天然磁性超微粒的酶的活性也提高了40倍。此外，抗大肠杆菌抗体固定于磁性微粒的试验也获得了成功。令人欣喜的是。试验还证实，使用过的微粒能够被再次利用。

随后，松永是助等人把磁性细菌的超微粒导入了绵羊的红血球内。结果人们看到，磁性超微粒融合得好像是被红血球“吸收进去”似的。当研究者在这种红血球上转动磁铁时，血球也随之一起运动。与此同时，人工方法制造的磁性微粒不均匀，要把它们导入血球内很困难，而且即使把人造微粒送入细胞内，人们也会担心细胞被毒化。而磁性细菌的超微粒恰恰不会有毒害。为此，利学家们对于在医学方面应用生物合成的磁性微粒寄予了很大的期望。科学家认为，如果把酶抗体和抗癌药物等固定于这种超微粒上，再使其导人白血球和免疫细胞内，随后从体外进行磁性诱导，那么这将在制伏癌症和其他疾病中发挥出巨大的作用。

另一方面，如果把这种具有均一的结晶构造的微粒，用作高，性能的磁性记录材料，则其记录容量比目前使用的人造材料高出几十倍。为此，科学家正力图从遗传学上，弄清楚磁性细菌合成磁性超微粒的机理，以便能够利用大肠杆菌进行大规模生产，从而使得磁性记录材料的质量获得飞跃。

超级微生物

电影中的“超人”，具有异乎寻常的胆识和能力，但那纯属虚构；而现实中的“超级微生物”则活生生地生活在地球上。所谓“超级微生物”是指能在特殊环境下生存的，具有超能力的生命体。研究它们，对于人类的生活意义重大。

一般微生物很难在高压下生存。但喜压微生物在1个大气压下不能生存，只在高压下才能生存。这种微生物可在3800米以下的深海中生活，这一环境处于高水压和低温状态。由于技术上存在一些问题，目前人类尚无法分离喜压微生物。但研究人员认为，未来深海微生物和宇宙微生物将会成为喜压微生物的来源。

一般微生物受到10万拉德~15万拉德放射线的照射，就会死亡。但是，有一种微生物即使在100万拉德～200万拉德放射线照射下，也能生存。这种抗放射线照射的微生物已引起研究人员的关注。目前，许多国家都在研制用于食品和医疗器械等方面的放射线杀菌。在迄今已发现的微生物中，最高的可耐500万拉德放射线照射。

一般说来，微生物总是在有机物比较丰富的地方繁殖。但有一类微生物却可在营养贫乏的环境中生存。这类微生物可在一般微生物无法繁殖的，高倍率稀释的培养基中，即有机碳浓度为10＋{-4}％的环境中繁殖。大多数低营养微生物属于假单胞菌，可有效地利用空气中挥发的有机物。日本的研究人员通过实验发现，低营养微生物在除去有机物的再蒸馏水中，可稳定地票殖，而且可以传宗接代。

腌制的鱼为什么会在高盐状态下仍然被微生物所侵蚀呢?这与“甚喜盐微生物”有关，它可以在饱和食盐水中生活。人类把它们同甲烷微生物及喜酸喜热微生物一起列入了古代微生物中。一般来说，从海水中可以分离出低度喜盐微生物，在盐液食品中可以分离出中度喜盐微生物。高度喜盐微生物大都是从盐田和盐湖中分离出来的。高度喜盐微生物为了生存，要求有特殊的氯化钠，在3M（分子量）以上的食盐培养基中能良好生育，而且不能用其他盐类代替氯化钠，一旦让喜盐微生物脱离食盐，它们便溶化、死去。

微生物世界真是“不看不知道，一看吓一跳”，不仅有甚喜盐微生物，而且还有喜酸、喜碱微生物。

微生物一般是在中性pH值的环境中生活的，但也有在偏重碱性和偏重酸性环境中生活。目前，已从pH值为4以上的土壤中分离出喜碱微生物。喜碱微生物具有许多有趣的特征，它能使生活环境变成适合自身需要的pH值状态。如果让喜碱微生物在pH值为12左右的环境中生活数日，培养基会逐渐变成pH值为9左右。若让同样的微生物在pH值为7．5左右的环境中生活，尽管最初它的繁殖很缓慢，但随着pH值逐渐提高到8．5以上，其繁殖便开始加速，达到PH值为9左右时，繁殖停止。

自然界中有一种对酸非常嗜好的微生物。这类微生物可以在pH值为1的强酸环境中生存。在喜酸微生物中，还有许多微生物同时具有喜热性，它们可以在酸性温泉中生活。日本的研究人员从东北地区的酸性温泉中分离出一种既喜酸，又喜热的微生物，这种微生物可在pH值为2～5的范围内，温度70℃的环境中生存。此外。日本的研究人员还发现了一种在酸性更强，而且温度必须达75℃以上的环境中生存的微生物，这种微生物的形态很奇特，细胞膜呈六角形的镶嵌结构。

除此之外，自然界中还有很多形形色色的超级微生物展现着无穷的奥秘，如果能将这些超级微生物研究透彻，那么，我们就有可能利用它们的“超级”的特殊性生产出新的物质、新的产品。

“隐形”杀手

微生物给人们带来益处，也造成危害。人们利用微生物酿酒，生产柠檬酸，制造抗菌素和酶制剂等。然而微生物也有有害的一面，人、动物和植物的大部分疾病，以及工业、商业、外贸等部门的许多材料和制品的霉变、腐蚀、受损，都是微生物造成的。

这里，我们先来谈谈微生物的破坏作用。

在银行，计算机电子回路的增强塑料表面繁殖了霉菌，会导致计算机发生故障，业务出现差错。

不论哪里的银行，尽管它建筑豪华、设施齐全，但由于每天有许多人进出，室内的微生物污染都十分严重。如果对室内空气中浮游的微生物进行一次测量，就会发现微生物的数量会出乎意料的多。其中还能分离出致癌性菌株黄曲霉和变色曲霉。

引起室内空气中微生物增加的原因很多，但值得注意的是进出银行的各个方面的人，他们将从毛发、衣着、手、物品中散布出微生物来。同时，粘附在纸币上的霉菌和细菌也会引起第二次污染。试验已经证明，在用纤维材料制作的纸张、地毯和木材上，有许多致病菌存在着。

这种令人忧虑的微生物污染状况除了银行之外，医院、饭店、写字楼、百货大楼、街道、新干线和地下铁路的电车、．公共汽车等的内部也存在着严重的问题。特别是在医院中，每天病人云集，交叉感染时常发生。进入医院是为了治疗疾病，但医院又是可怕的微生物感染地，这对于一般人是想像不到的。

对于以木质结构为主的住房，在下雨期间，由于木材吸湿，天花板和墙壁返潮。霉菌容易生长，但一当天气转好，随着水分蒸发，木材逐渐干燥，霉菌的生长就会受到抑制甚至死亡。然而，在混凝土结构的公寓和公共住宅内部，情况就完全不同，特别是暖气的普遍使用，即使在冬天，房内也是温暖如春，而铝制窗户又排不出水分。所以处于冷态的混凝土靠北边的墙壁就容易因冷返潮，砂质墙壁容易在一面形成栅网状的霉菌巢穴。人们可以看到经理级住宅的高级公寓，有霉菌旺盛生长的现象。公寓里不生长霉菌的地方，恐怕是没有的。容易生长霉菌的是浴室、盥洗室、厕所、厨房等用水的地方。就是不用水的地方，靠北面的墙壁，因为遇冷返潮，也会像乙烯塑料革那样容易成为霉菌生长的巢穴，使房间和别墅里都充满了霉臭的气味。当霉菌形成巢穴时，每一平方厘米的霉菌孢子数可达10亿～15亿个。

人们往往认为经过速冻处理，并在冰冻状态下作低温保存的食品将完全不必对微生物担心。然而事实并非如此，因为一般地讲大肠杆菌和病源菌在-20℃以下的低温也不会完全死灭。例如，结核菌和大肠杆菌即使分别将它们暴露在-193℃和-225℃的低温下也会出现不致死的结果。今天冷冻食品的制造技术虽然能够将食品的味道和鲜度、营养价值和色质等等良好地保持在令人相当满意的程度，但与此同时也保存了与材料共同存在的微生物。在大城市的超级市场和百货商店的食品商场里买来的家庭用冷冻食品，每1克的大肠杆菌含量可达到20000个。另外，大型工厂的50％的食品受大肠杆菌污染的事件也经常发生。

尽管微生物造成的危害很多，但人类是有办法的。我们必须正确合理地使用安全性高的药物。同时确立最有效的防止微生物污染的技术。

1875年，麻疹在费德希岛横行无阻，短时间内使这个小小的岛国突然增加了4000多座坟墓，死了全岛人的1／3以上。

杀人的凶手是“麻疹病毒”。

1918年间，流行性感冒全世界大流行，夺去了20000000人的生命，超过了在第一次世界大战中死亡的人数。

流行性感冒是由病毒引起的疾病。

1967年，当世界卫生组织作出全球性消灭天花规划时，天花仍在全世界42个国家及地区发生，每年天花病人达2500000之多。

1976年，在非洲中部苏丹和扎伊尔两国交界一带发生了一场震惊全球的急性出血性传染病大流行，病死率高达70％以上，致病病毒以该病流行最严重的埃博拉小河命名为埃博拉病毒。

养牛业在英国占有重要的位置，1996年3月，英国牛的存栏数达1180万头，从事奶牛和肉牛的饲养者分别为4．1万人和9．5万人，宰牛厂工人达1．5万人，还有许多其他从事与养牛业有关的了作人员，英国养牛业年产值达40亿英镑。然而自1996年3月20日英国政府首次承认吃了含有牛海绵状脑病（疯牛病）的肉可能患克一雅氏病后，世界禁止英国牛肉出口，这样国内国外的直接经济损失达164亿美元，而且使失业率、通货膨胀率上升。