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称霸地球-实验室系列

发表日期:2011-05-19 摄影器材: 点击数: 投票数:
A. 简历: 姓名:细菌,Bacteria(源自希腊语\'小东西\')。 曾用名:animalcules(列文虎克的\'小动物粒\')。 年龄:25-29亿岁。\'你把两条手臂伸展到极限,想象那个宽度是整个地球史。\'原始细菌出现在你心脏的位置。\'全部复杂生命都在一只手里,你只要拿起一把指甲锉,一下子就可以锉掉人类历史。\' 身高:几微米,约为人体大多细胞的1/10。 体重:太瘦了,不便透露。 初次登台:1676年(摄像:列文虎克;设备:单式显微镜)。 体态:单细胞;无细胞核,遗传物质DNA似乱麻般堆积在细胞中央;细胞内其它部件亦相对简单和散漫;皮厚,比较禁得起折腾。 B. 主要事迹: 民族众多,已知9000种,未知10^7-10^9种。 口味不一,喜氧、喜硫、喜热、喜冷、喜酸、喜碱、喜放射性废物...... 分布极其广泛,上至空中60公里,俯瞰飞机,下至水下数公里,仰视海底。 数量惊人,全球细菌总量达5×10^30个(宇宙中恒星总数只在10^22量级)。在强大的免疫系统保护下,人体携带多于自身细胞10倍数量的细菌,如果外星人来了,也许会把人体当成细菌的移动旅馆。 C. 与人共存之结核杆菌: 1882年,德国医生科赫找出结核病的致病元凶结核杆菌,人们恍然大悟,众多婴儿夭折竟要归因于受污染的牛奶,从那时起结核杆菌又被称为\'科赫杆菌\'。科赫借此顺便证明了病菌致病学说(germ theory),并获得诺贝尔奖;它的意思是许多传染病的生物学基础都是微生物,虽然在今天几乎已为常识,但在那时却引起了无数的鄙夷和争吵。 这种细菌每16-20小时数量翻倍,虽然远远快于绝大多数物种,但在细菌家族算是\'慢性繁殖\'。直到今天,结核病感染着全球1/3人口,平均每秒新增1人,其中十分之一发病,每年致死200万人。因此在\'世界三大传染疾病\'榜上有名。 D. 与人共存之幽门螺杆菌: 拉丁名Helicobacter pylori,其中的pylori取古希腊语\'幽门的螺旋\'之意,幽门就是胃和十二指肠的连接处。世上50%人的胃里有这种细菌,它们代谢产生氨,分泌蛋白酶和酯酶,破坏人胃壁细胞,其中少部分人会发展为消化道溃疡。 1899年,某医生观察了洗胃的水,在满眼棍棒状细菌当中,这些螺旋形个体分外抢眼,他第一个在《胃病手册》中用波兰语记载道:胃溃疡要怪罪这些小螺旋。只可惜用错了语言,书无人关注。1981年,远在澳洲的沃伦医生接过研究的接力棒,正如消化道其它细菌,这些小螺旋无论如何无法在实验室平皿上生长;直到一个5天的复活节假期......耶稣复活了,幽门螺杆菌也在漫长的生长后\'复活\'了,足见生物实验中偷懒是必须的。沃伦当时还选了一个合作者马歇尔--后边的事实说明这一选择乃是英明之举。为了证明幽门螺杆菌的致病作用,英勇的马歇尔喝下了足足一烧杯幽门螺杆菌。他的预言应验了,胃镜显示他的胃里毫无疑问地共同存在着溃疡和幽门螺杆菌。人们终于相信消化道溃疡不是心理压力或吃辣刺激的直接后果。2005年,二人也因此获得诺贝尔奖。 E. 与人共存之大肠杆菌: 自婴儿出生40小时起便在肠道安营扎寨,之后伴随人的一生,在人体内旧的去了新的再来。可以帮主人合成维生素K。人们还用它喂食实验室小鼠,以防止其他有害菌的生长。肠胃中还有另一种两端长须的细菌,可以抓住肠道的表面。 今日大多生物实验室一天也离不开大肠杆菌,此乃最重要的一种模式生物。在最适的37度,它们每20分钟就能数量翻倍,然而即使温度升高至50度也能继续生长,所以发烧时,人死,然后大肠杆菌死。除了用它作为细菌代表研究细胞各个部件如何工作,人们还骗取大肠杆菌的信任,让它们为人生产有用的蛋白,比如彩色的荧光蛋白(题图)。当然,这些苦力的最终下场是被人杀死,取所需。 在实验室和人体之外,大肠杆菌可以被用来清理原油污染和酿醋,还可以作为艺术创作的灵感来源(右图)。 F. 细菌一般个头很小。但也有一种巨人,在一种热带鱼肠胃中成千上万,足有半毫米长,个头堪比这颗句号,看\'。\' 细菌个头小是有目的的:它们维持非常大的表面积与体积之比,比如0.3:1,因此有相对广阔的面积来吸收营养。但这个巨人\'巨而不傻\',它的表面皱皱吧吧,同样获得了相对很大的表面积。 细菌小的极端是0.3微米,被称为\'微小小东西\'(microbacteria),更小的就只有被叫做\'超级微小小东西\'(ultramicrobacteria)。 G. 人们早知细菌生命力顽强,但是1956年又开了眼界。一天,食品加工业的人们非常高兴地尝试用高强度伽玛射线给肉罐头杀菌。然而肉罐头仍然难逃变质的厄运,小圆球形状的Deinococcus radiodurans就这样被抓出来了,它名字的意思是\'抗辐射的非凡小果子\'。后来,人们发现它们不仅抗辐射,还抗低温、抗脱水、抗真空、抗酸......因此被作为耐受无数极端环境的典范写入\'吉尼斯世界纪录\',号称\'最坚强的细菌\'。 H. 血细胞里的铁带给它们鲜艳的红色,然而有些细菌含铁,却把整个儿细菌变成了一个小磁铁,使它们\'找得着北\'。1963年,人们通过显微镜惊奇地看到,这些小细菌在载玻片上朝向一方列队排好;人们没有看到的是,与此同时,它们更多的个体在全球的海洋底部列队排好。因为这些趋磁细菌不喜欢氧气,希望能达到更深的水底。不论在北半球还是南半球,磁力线的方向都是倾斜地指向海底,\'小磁铁\'的身体向磁力线方向看齐,再把浆长在斜指向天的方向,就能全速奔向合适的水深处,找到含氧量最佳的地点。 I. 夏日的阳光照在水面,一个\'弯钩状的杀手\'以每秒相当于自己身长100倍的速度四处游窜。猎物在恰当的时刻,非常不巧地挡在了杀手的必经之路上;杀手在猎物上挖了个洞进去,然后转身把洞封上了。猎物变成一具傀儡,当它们由内而外被消耗殆尽,杀手也修炼完毕,由一变十,从猎物的躯壳里出来了。平静的海面掠过一丝微风,不惊起半点波澜。 \'弯钩状的杀手\'就是画里的小逗号,猎物是另一颗细菌。 J. 此外,有的细菌长得像个棒槌,有的像螺丝钉。 K. 还有方形,酷似西瓜; L. 长条形,却有六角形截面,状如狼牙棒。这种细菌生活在寂静深海,在那里抢夺养料是王道。狼牙仍然是一种增大表面积的方法。

作者:LEO

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