发布时间:2016-02-01

在体内重达数公斤，能抵御外来病菌，还有助消化和减肥

说起细菌，不少人可能首先会联想到传染病、食物中毒等细菌所导致的疾病吧。
不过，并非所有的细菌天生都是坏家伙，对人体有害的只是细菌中很少的一部分。研究发现，"定居"在人体内的细菌总量高达几百亿个，这些"常住居民"不仅可以生成人体必需的营养物质，还能保护人体免受病原体感染，抑制肥胖、大肠炎等各种疾病，是人类不可缺少的好朋友。
如今，研究人员正在致力于如何让细菌造福于人类：利用细菌以及古细菌（一种与细菌类似的微生物），对工厂排放的污水和二氧化碳进行处理，以生成清洁能源——天然气等。
本文将详细剖析细菌和古细菌令人震惊的超级能力，并与读者一起见证：细菌并非人类的敌人，而是与我们和平共处、并肩作战的亲密战友。

翻译/魏俊霞

青霉素——人类最先发现的抗生素！

1682年，荷兰博物学家安东尼·范·列文虎克（Antony van Leeuwenhoek，1632～1723)用自制的显微镜在雨水和牙垢中发现了一些极其微小的生物。后来，这些微生物被称为"细菌"（bacteria），列文虎克因此也成为人类历史上第一个看到细菌的人。后来，研究人员也最终认识到给人类带来巨大灾难和痛苦的鼠疫、结核、伤寒、霍乱、梅毒等疾病都是由细菌导致的。

抗生素的大规模生产开辟了一个崭新的时代
1928年夏天，英国微生物学家亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming，1881～1955）度假归来，回到位于英国圣玛丽医院的实验室。他惊奇地发现，从空气中偶然飘落在培养基上的青霉菌，所长出的菌落周围没有细菌生长。
之后，弗莱明发现青霉菌分泌了一种能杀死细菌的物质，并将这种物质称为"青霉素"。因此，青霉素也成为人类历史上发现的第一种抗生素。抗生素是由细菌和霉菌等产生的一种物质，能杀死其他细菌或抑制其生长繁殖。霉菌在分类上属于"真菌"，这一点与细菌有所不同。蘑菇、酵母等都属于真菌。
青霉素对人体的副作用很小，且杀菌能力强。不过，弗莱明当初培养的青霉菌菌株产量极低。直到20世纪40年代，英国病理学家霍华德·弗洛里（Howard Florey，1898～1968）及生物化学家家恩斯特·钱恩（Ernst Chain，1906～1979）才分离出纯化的青霉素，并在美国辉瑞公司等制药企业的帮助下实现了大批量生产。青霉素对肺炎、咽喉炎、脑膜炎、梅毒、牙周炎等多种病原菌具有很强的抑制和杀灭作用。


青霉菌团周围没有细菌生长
在照片中的培养皿内，放着琼脂培养基，上面培养着葡萄球菌。培养皿上稀稀疏疏的白色斑点就是葡萄球菌菌落。培养皿上部的大块白色物质是青霉菌。青霉菌菌落周围几乎看不到葡萄球菌。这是由于葡萄球菌被青霉菌分泌的抗生素杀死了的缘故。

发现青霉素，并将其广泛应用于临床的三位学者
照片中，正在使用显微镜进行观测的是英国微生物学家亚历山大·弗莱明，是他发现了青霉素。英国病理学家霍华德·弗洛里（下左）、英国生物化学家恩斯特·钱恩（下右）则携手开拓了青霉素大规模生产的新纪元。1945年，三人共同获得诺贝尔生理学或医学奖。

剖析细菌内部结构
细菌是一种单细胞生物体，通过分裂进行繁殖，没有细胞核，属于原核生物。原核生物是微生物的主要类群，包括细菌和古细菌（请参照第30页）。细菌细胞与人体细胞有明显不同。目前，研究人员已经发现了1万多种细菌。根据革兰氏染色鉴别法，细菌可分为革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌两大类。
自20世纪40年代发现青霉素后到80年代的这一时间段内，众多微生物学家一直致力于从泥土里的细菌所生成的抗生素中寻找能用来治疗传染病的物质。链霉素的问世使得结核病不再是不治之症，彻底终结了结核杆菌肆虐人类生命几千年的历史，红霉素则成为治疗淋病、肺炎的首选药物。
总之，研究人员一直在努力弄清楚并试图改进这些抗生素的分子结构，以便人体更易吸收，并让其具备杀灭更多种细菌的能力。