地球几经沧桑巨变,这个星球上的生物也随之繁荣发展起来。现在,在地球上生活的生物有200多万种。它们形态各异,绚丽多姿,一起装点着我们共同的家园。
如果要问你:世界上有哪些生物呢?你一定会如数家珍地列举出一系列动植物的名字来。不错,花、草、树、木、虫、鱼、鸟、兽,它们都是生物。但往往我们还会忽略另一种生物,那就是微生物。说起来它们可是我们这个家园里最古老的居民呢!其实早在32亿年前,它们就生活在地球上了。论辈分,它们还是各种动植物的祖先呢!
本书的主角——细菌,就是这群古老居民中的一个成员。
说起这群遥远的原始居民我们会感觉很抽象。微生物实际上很小,小到我们用肉眼根本看不到的。所以在一开始,人类对它们并不了解。直到显微镜发明之后,才为人类认识微生物创造了可能。
那么,作为我们的主角、微生物的重要一员——细菌,它到底是一种什么样生物呢?本章将给青少年朋友解开谜底。
1.微小的小精灵——细菌
微生物之所以有这样一个名字,这和它们身材的微小不无关系,它们是地球大家庭里微小的小精灵。但微生物可不是“微不足道”的,它们可是一个庞大而复杂的大家族。而细菌则是这个大家族里的一个重要成员。
那么,什么是细菌呢?从广义上说来,细菌就是原核生物,即一大类没有核膜包裹的细胞核,只存在于称作拟核区的裸露DNA的原始单细胞生物。
细菌包括真细菌和古生菌两大类群。其中,除少数属古生菌外,多数的原核生物都是真细菌。它们大致分为:细菌(狭义上的)、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体和衣原体六种类型。
人们通常所说的细菌就是指狭义的细菌。狭义的细菌是原核微生物的一类,是一类形状细短,结构简单,多以二分裂方式进行繁殖的原核生物。在自然界中,它们是分布最广、个体数量最多的有机体,也是大自然物质循环的主要参与者。
2.是敌是友——细菌有害吗?
在生活中,人们往往谈细菌、病毒而色变,因为它们会侵害人的肌体,让人生病,甚至死亡。其实,细菌也分有益菌和有害菌,而且大多数的细菌实际上是无害的。在人体的消化道内就存在着不少帮助分解、消化食物的有益菌群,比如双歧杆菌、乳酸杆菌等。
科学研究表明,人体内各细菌群落都有一个平衡状态。如果这个平衡被打破的话,人就很容易出现腹泻等症状。
比如有时孩子患上了呼吸道疾病,大人给孩子吃很多的抗生素,结果连体内一些有益菌也被杀灭了,而那些有害的菌群却因为没有天敌而迅速繁殖,或者出现变异,从而使药物越来越失去效力,细菌的耐药物性也越来越强。
事实上,适当接触细菌有利于增强人体的免疫力。人们不可能总是生活在一个完全没有细菌的环境中,与其总是避免打照面,不如让自己的免疫力得到加强,不怕细菌的侵扰。
有专家认为,我们在肮脏的环境中成长,因此我们需要一个能够抵抗“脏”东西的组织结构。抵抗方式之一是避免与携带病原体和传染疾病的东西接触,恶心呕吐的感觉会让人们本能地远离那些让人感觉不快的东西。第二种抵抗方式就是人的免疫系统发挥作用,打击那些引起感染和过敏反应的有害病原体。
皮肤首先是我们的第一道防线,它在没有受伤时免疫力较强,皮肤黏膜、口腔黏膜等是一道天然的屏障。当细菌经过破损的皮肤或通过了黏膜屏障进入体内后,还有淋巴细胞起作用,它一旦确定某病毒或细菌不是体内原有的,而是外来的,就会把这些入侵者杀死。
不过,当第一次入侵体内的细菌或病毒没有被淋巴细胞识别时,它就会越过淋巴细胞侵害各个器官。在一些组织器官被侵害后,人就会得病并且有时症状还比较重,这就是为什么好多传染病刚一来时首批感染的病人病情比较重。而随着疾病的蔓延,人们普遍有了一些免疫力,虽然不足以把这个病毒或细菌杀死,但感染症状就相对比较轻了。
人的抗病能力就像防卫能力一样是逐渐养成的,不是一朝一夕的就有的。人们主动形成抗病能力的方式,就是打疫苗。而被动方式就是要人去接触这些细菌和病毒,逐渐地认识它们,自身就会形成对它们的识别和抗病能力了。
3.明察秋毫——病毒与细菌的区别
细菌和病毒都是身材微小的微生物,很多人把细菌和病毒看作一种生物,事实上细菌和病毒是完全两种不同的微生物。
首先,从形态上看,细菌要比病毒大千百倍,通常细菌的大小以微米来衡量,而病毒的大小以纳米来衡量。细菌的外部形态大多为球状、杆状、螺旋状,并且也因此命名为球菌、杆菌以及螺旋菌。
而病毒为多面体结构,为了能达到最佳的稳定结构,以及最佳比表面积(通常称1克固体所占有的总表面积为该物质的比表面积),病毒多为十二面体。
其次,从结构上看,细菌是由真正的细胞构成的,而病毒不是由细胞构成的。细菌是原核生物的一种,主要特点是没有核膜,其遗传物质分散在细胞质内一个相对固定的区域内,称为核区。细菌的外面包裹着一层细胞壁,一般为多糖聚合而成。
病毒的构造很简单,外面是一层蛋白质,称为病毒外壳。蛋白质外壳内部包裹着病毒的遗传物质,可以是DNA,也可以是RNA。病毒自己不能完成新陈代谢,也不能完成繁殖,需要寄生在其他细胞内完成。
再次,从生存繁殖方式看,细菌可以靠自己的力量生存,可自我繁殖。病毒不吸收营养、不呼吸,不能单独生存,不能自我繁殖。
细菌根据其生存方式可以分为自养性和异样性,即一部分细菌可以通过光合作用(比如一些蓝藻)或者是将无机物转化成为有机物质的化能(比如一些硫细菌)方式而达到生存的目的;另一部分细菌则和人一样不能自己合成有机物质供自身的生长繁殖,必须从外界摄取营养来养活自己。病毒就没细菌那样能干了,它们只能依靠寄生于宿主体内过寄生生活。当然这并不是说病毒完全不能脱离宿主,它们可以暂时脱离宿主,以休眠体的形式存在于外界对于它们而言是非常“恶劣”的环境。
细菌有自我繁殖的能力,它们采用二分裂的方法,就是我们通常所说的一个变二、二个变四的方式进行自我繁殖。病毒则必须侵入到宿主体内,利用宿主的合成机制来合成它们自己所需的蛋白质等物质,以此来构建自己的“身体”。