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4月22日,是第51个地球日,主题是“珍爱地球 人与自然和谐共生”。
今天,我们来看看,个体微小的微生物是如何与地球携手亿万年,与地球上的人类相爱相 *** 。
通过这种方式,生物开始逐步改变、进化,顺应各种各样的环境,演化出千百万个不同的物种。
这就是达尔文的“自然选择”机制,从进化的角度,微生物是一切生物的老前辈。
微生物遍布地球的每一个角落,海洋、冰川、沙漠、火山,哪怕是人类认为极其苛刻的生存环境,微生物都甘之如饴。
南极大陆上的唐璜池,作为地球上盐分浓度更高的湖泊而闻名,其盐度达到了令人惊异的40%,即便在零下50℃也不结冰。在这样严酷的生长环境下,科学家都能在湖中发现微生物活动的迹象。
这大抵是人类历史上最早对微生物的利用。自酒以后,人们越来越多使用发酵技术保存食物,奶酪、酸奶、泡菜、酱油、食醋……
但是微生物对人类最重要的影响是带来传染病的流行。
公元6世纪,一个人类历史上很动乱,很不稳定的时间,由于波斯占据了亚欧之间连接的主要陆上通道,亚洲与欧洲的交流不得不以“海上丝绸之路”为主。商船由印度出发途经斯里兰卡,绕过印度半岛,穿越 *** 海峡抵达波斯湾,来自中国和印度的丝绸、瓷器与香料历经艰辛才能到达地中海的拜占庭帝国。
群体免疫是人类面对微生物感染的防御,指人群或牲畜群体对传染的抵抗力。疾病发生流行的可能性不仅取决于动物群体中有抵抗力的个体数,而且与动物群体中个体间接触的频率有关。如果群体中有70%—80%的动物有抵抗力,就不会发生大规模的爆发流行。
当获得群体免疫的欧洲人登陆美洲,潜伏在他们身上的微生物也正在伺机而动。
1519年埃尔南·科尔特斯带领西班牙军队涌入墨西哥城时,给当地的印第安人带来了欧亚大陆上的天花病毒。印第安人击退了西班牙的侵略,却倒在了肆虐的天花之下。当时,印第安人的阿兹特克王朝总人口是2200万。到了16世纪末,阿兹特克王朝人口只剩下不到200万。随着病毒在美洲的扩散,直接导致了约2000万到3000万印第安人死亡,也导致了整个印第安文明的衰落。流行病学家把它称之为“印第安人大灭绝”。
▲印第安人是对除因纽特人(又称爱斯基摩人)外的所有美洲土著的统称,并非单指某一个民族或种族,每个部落都有自己特殊的传统、文化和历史的特征。供图/图虫创意
相对的,西班牙人也从美洲大陆带回了梅毒。梅毒从西班牙传到意大利西西里岛和那不勒斯,再从意大利传播到法国,由法国到波兰而后进入俄罗斯再蔓延到中东。同时葡萄牙水手把梅毒带到了印度,随之远洋的水手把梅毒撒播到了中国。
在面对微生物带来的传染病上,全人类都是命运共同体。
人类与微细菌的相爱相 *** 从未停止,但是人类真正发现微生物存在还不到400年。
在1590年,荷兰的约翰逊父子首创光学显微镜,用两片透镜制作了简易的显微镜。但是直到1674年,另一个荷兰人安东尼·列文虎克才开始使用显微镜观察“非常微小的动物”,并且之一次发现了细菌,向人类展示了微生物这个看不见的生命族群,为18世纪和19世纪初期细菌学和原生动物学研究的发展起到奠基作用。
显微镜是人类最伟大的发明物之一,把一个全新的世界展现在人类的视野里。供图/图虫创意
19世纪60年代,法国微生物学家巴斯德进行了著名的鹅颈烧瓶实验,把肉汤灌进两个烧瓶里,一个是普通烧瓶,另一个是鹅颈烧瓶。巴斯德在肉汤煮沸、冷却后放任空气进入瓶内,普通烧瓶在三天就产生了微生物,而鹅颈烧瓶直到第四年都没有变质,此举证明了细菌不是自然发生的,而是由原来已存在的细菌产生的。
在这个基础上,巴斯德提出了著名的“巴氏消毒法”,并且在战胜狂犬病、鸡霍乱、炭疽病等方面都取得了成果。英国医生李斯特据此解决了创口感染问题。从此,整个医学迈进了细菌学时代,得到了空前的发展。
肺结核、炭疽病、鼠疫等疾病都是由细菌所引发。供图/图虫创意
1892年,俄国植物生理学家伊万诺夫斯基在研究烟草花叶病时,发现一种更小的,能通过细菌过滤器的微生物存在,这就是我们所熟知的“病毒”。
细菌与病毒的发现极大地推动了人类的医学进步。
世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制,发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗,开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物,将对有效地控制新老传染病的流行。
研究人员在现代医学实验室进行血液测试,微生物的发现大力推动了现代医学的发展。供图/图虫创意
疫苗的研发就是人类对抗微生物感染的重要手段,将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用转基因等方法制成用于预防传染病的自动免疫制剂,例如卡介苗,脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗、鼠疫菌苗、百日咳菌苗、伤寒菌苗等。
但是微生物的进化也远远超出人类科学发展的速度。从埃博拉病毒(1976)、艾滋病毒(1981)、亨德拉病毒(1994)、禽流感(1997)、SARS(2003)、H1N1猪流感(2009)、MERS(2012)、H7N9禽流感(2013),再到最近的 *** ,当人类不断侵占野生动物的生存空间,频繁的接触给予了微生物在人类身上演化的大量机会。
▲根据国际病毒分类委员会(ICTV)2018年的报告,已分类的病毒共有4958种。但是仍有大量的新病毒处于未知领域。供图/图虫创意
正如疾病历史学家威廉·H·麦克尼尔所说:“如果从饥饿的病毒或者细菌的角度来看这个世界,人类为它们提供了一个巨大的食物来源……这使得人类成为了所有有机体进化后理想的攻击目标。”
从7000年前利用微生物酿酒到340年前发现微生物的存在,这个“看不见”的生物与人类的发展史如影相随,它的复杂程度也远远超过我们的想象。
毕竟,早在人类出现之前,微生物就占领了地球。
疫情之下,全人类都是命运共同体。供图/图虫创意
参考资料
·大卫·克里斯蒂安.《从宇宙大爆炸到21世纪 极简人类史》.
·沃尔特·沙伊德尔.《不平等社会 从石器时代到21世纪,人类如何应对不平等》.
·贾雷德·戴蒙德.《枪炮、病菌与钢铁 人类社会的命运》.
·威廉·H·麦克尼尔.《瘟疫与人》.
·中国科学院微生物研究所.《微生物在整个生命世界中的地位》
http://www.im.cas.cn/kxcb/wswdjt/201010/t20101028_2998680.html
·邴钟兴.《疫情中的医学通识:人类和病毒谁更强大》
http://mp.163.com/v2/article/detail/F51JUD *** 0526DDNI.html
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