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第5章 生存和繁殖能力惊人

这个世界上什么生物的生存能力最强?你一定会说:“当然是我们人类啊。现在地球上到处都是人,这就是证明”。山姆教授告诉你,与一些动物比较起来,我们人类简直弱爆了。

不说别的,就说说蟑螂。这种小动物的生存能力一定会超乎你的想象。蟑螂在“绝食”的情况下可以存活一个月,在“绝食”、“绝水”的情况下可以存活3个星期,即便在“脑袋搬家”的情况下蟑螂还照样可以存活9天以上。

这简直难以让人置信。

动物的繁殖能力也大得惊人。

最让人刮目相看的要算苍蝇了。全世界的苍蝇光是在春夏两季就能繁殖5万亿只以上的后代。

老鼠也不示弱。尽管它们常处于“老鼠过街,人人喊打”的境地,但在地球上的数量不会少于几百亿只。

就连大象这种繁殖得很慢的动物,一对大象“夫妻”经过750年以后,它们的后代也能达到1900万只。

以上都是从理论上推断出来的各种动物的繁殖能力。实际上,人们看不到这样的繁殖结果,因为动物的繁殖力要受到环境、生存竞争、感染疾病等影响。像大象这种动物,在地球上已越来越少,它的繁殖能力比人们所估计的要低得多。而苍蝇、老鼠总是灭而不绝,其繁殖能力大大超出了理论值。

但是山姆教授要告诉你的是,地球上生存和繁殖能力最厉害的还是细菌。可以这么说,有生命的地方就有细菌。

细菌是地球上最古老的生命。它们的个体非常微小,生存的环境经常变化,这将导致细菌个体的大量死亡。但是,亿万年来,细菌世界逐步发展壮大,丝毫见不到衰败的迹象。细菌是如何在残酷的生存竞争中立于不败之地的呢?

细菌有其生存的特殊本领。

首先它们的繁殖能力实在惊人。

把一块馒头泡在水里,放在温暖的地方。过了1~2天,馒头有了馊味,有一小部分变粘了,这说明上面有了细菌;再过2~3天,变粘的部分扩大了,也许整块馒头都粘了,这说明细菌增多了。细菌是如何增多的?原来,细菌和动植物一样,也能繁殖后代。但是,它们繁殖的方式非常简单:一个细菌长大成熟了,就从中间裂开,变成两个。以后,以同样的方式,两个可以变成4个。这种生殖方式叫做分裂生殖。

大多数细菌20分钟就可以分裂一次,照这样的速度推算,一小时后,就变成8个,两小时后,变成64个,24小时内可以繁殖72代,也就是变成了数万亿个细菌。如果按10亿个细菌重1毫克计算,多么,24小时内形成的细菌重量可达到4722吨!这是多么惊人的繁殖速度啊!

若真是如此,地球将被细菌吞没。但是人们不必为此担忧,因为上面推算的结果,只是在完全满足细菌生长繁殖的所有条件时,才会出现。实际上这是不可能的,即使在人工提供的最好条件下,也难维持几小时。因为随着细菌的迅速活动,养分也会迅速地被消耗掉。在自然情况下,更不可能满足细菌群体无休止的繁殖的需要,会出现许多抑制它们生长繁殖的因素。

虽然由于环境影响和自身的作用,大批新生菌死亡了,但还是有大量细菌能生存下来,使它们能“香火”不断。

在大自然里,微生物生长繁殖的速度就更慢了。因为外界环境条件复杂,因素多变,微生物往往由于营养缺乏,温度不适,氧气不足,过酸过碱等,使生长繁殖停止,甚至死亡。即使这样,微生物生长繁殖的速度在生物界里还是绝对冠军。我们把微生物繁殖速度快的这一特性用于生产中,为人类创造了不少的财富。

例如,在酒精生产中,人们利用黑曲霉把淀粉糖化,再利用酵母菌把糖变成酒精。一支小小的试管斜面上的黑曲霉,经过4天扩大培养后,可得到液体曲30吨。利用这30吨液体曲能糖化500吨淀粉,再利用酵母菌经过不到3天的发酵,就可得到200吨酒精。

其次,细菌适应环境的能力也很强。

在我们这颗蓝色星球上细菌几乎无处不在,每个地方都有它们的踪影,但大自然对待它们显然没有对人类那样慷慨,从大地到海洋的几乎所有地方对细菌而言都是贫瘠的“荒原”,世界上的大部分细菌几乎每时每刻都在忍饥挨饿,有限的生存资源使细菌之间展开了激烈的争夺,为了消除竞争对手对食物的染指,它们采取了种种策略。

其中一种最简单却是很有效的手段就是“菌海”战术,一些细菌的繁殖速度非常快,这样在较短的时间内,它们的“人口”就压倒了那些繁殖速度慢的细菌,一个馒头我咬上十口而你只能咬上一口,显然那些个体数量多的细菌种群占尽了便宜,虽然有时僧多粥少,也许种群内的每个细菌都没吃饱,但这总比把宝贵的食物丢给竞争对手强,这无疑保证了种群利益的最大化。

细菌能在8万米的高空中,4000米的深海中出没,这更令人赞叹不已。

细菌还有独特的有利于生存的休眠本领,即有些细菌在一定阶段,它们的原生质会浓缩,外面生成厚厚的外壁,叫做芽孢。芽孢可以抗干燥、抗高温、抗化学药剂。一个芽孢甚至可以独立生存十年至几十年,一旦环境条件适合,它又会重新恢复原来的“面貌”,这种“本领”在生物界是独一无二的。

细菌还能发动“化学战”直接杀伤对手。细菌使用的“化学武器”很多,最常见的是抗生素,抗生素因为大量应用于人类医疗事业而广为人知。除此之外,一些细菌还能放出像氰化氢这样的毒气令对手命赴黄泉。当然,面对化学战的细菌也不会坐以待毙,它们会使出浑身解数来对付化学武器的进攻。比如许多细菌可以通过多种方式将天然突变获得的对付抗生素的基因传给同类细菌或遗传给后代,使它们在抗生素的攻击下仍能泰然自若。

细菌处处为家,无所不在。那么,是不是所有的细菌在任何地方都能安家落户,繁衍后代呢?并非如此。不同的细菌在对环境条件的要求上是有很大的差别的。例如,对温度的要求,有的细菌在较低的温度下(15~18℃)能生长,甚至在-70℃下也能生存。有的细菌则适于在45~50℃的温度中生活,某种温泉细菌在90℃的高温下也能够生长。但是,绝大多数细菌的生长适宜温度是20~40℃,也就是适合在室温或人的体温环境下生活。

如同动物和植物一样,水分也是细菌细胞的主要成分。在一般情况下,细菌中水分的含量为75%~85%。如果缺少水分,细菌就不能正常生长和繁殖,因此,干燥的环境是不利于细菌生存的。

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