细菌:谁说我们都是大坏蛋?32亿年前还曾帮助人类进步

2017-05-19 10:05 来源:中国科普博览 
2017-05-19 10:05:54来源:中国科普博览作者:责任编辑:肖春芳

  最近网上有个去金字塔旅游感染超级细菌的故事,吸引了不少人的注意。

  2015年年底,Strathdee和丈夫Tom Patterson一块儿到埃及旅游,丈夫Patterson就病了。确诊Patterson感染了一种超级细菌——鲍曼不动杆菌,更可怕的是,抗生素也救不了他,几乎是濒死的症状了,幸好,妻子无意中发现了噬菌体, 通过往体内注入噬菌体病毒,让病毒杀死体内的细菌,最终竟取得了成功。

  大部分人觉得细菌是致病的,甚至致命的,就像上面提到的这个超级细菌。

  然而,你知道吗?其实,细菌还有很多用途。

细菌:谁说我们都是大坏蛋?32亿年前还曾帮助人类进步

(图片来源于网络)

  32亿年前的铁细菌:人类进步不可或缺的矿物资源

  发现在非洲南部的单独曙细菌化石是迄今为止科学家发现的最古老的细菌化石,也是所有古生物化石中最古老的代表。长期以来,科学家一直没有发现这些原始生命的其它可靠的化石。

  后来,一些科学家在对水成岩中的风化型条带状富铁矿的成因进行分析时,竟然发现这种富铁矿是由一种生活在远古的微生物--铁细菌形成的;而且,形成这些富铁矿的那些铁细菌生存的年代最早也可以上溯到32亿年前。

  铁细菌具有一般细菌的共同特征,都是直径只有几微米到几十微米的单细胞生物,而且是细胞内没有形成细胞核的原核生物,只有在放大成千倍的显微镜下才能发现它们。铁细菌在生活过程中,摄取铁质和硅酸等无机物。在沼泽和湖泊中,铁元素通常以可溶性的氢氧化亚铁的形式存在,被铁细菌慑入后,在菌体内经过酶的催化作用,把它氧化成不溶性的三氧化二铁。

  这些不溶性的铁化物和硅化物等无机物被铁细菌分泌到体外,就形成了以铁为主要成分的皮鞘。十分有趣的是,铁细菌的皮鞘往往比其身体大几倍或几十倍。铁细菌可以在皮鞘中前后移动,有时还可以伸出鞘外,重建新的皮鞘,而脱落的皮鞘就在水中沉淀下来,聚集成铁矿。你可能不会想象到,这种生活在亿万前年的铁细菌,竟是通过这样的生活方式,成了造铁的“能工巧匠”,为今天的人类提供了极为丰富的铁矿资源。

  在美国、加拿大、苏联、澳大利亚、印度和非洲南部前寒武纪距今18亿年到32亿年前的沉积岩中,科学家都发现了条带状的铁矿层,其中普遍含有铁细菌化石。如果将岩石或矿石磨成薄片,在高倍率的生物显微镜或电子显微镜下观察,就可以看到铁细菌化石。

  铁细菌大多是好氧微生物,但又需氧不多。科学家推测,32-34亿年前的地球大气具有高度的还原性。那时,大气中几乎没有氧气存在,仅有二氧化碳、甲烷和氢气。到了32-31亿年前,蓝细菌出现了。在其后直到27亿年前的岁月里,这些蓝细菌摄取原始的还原性大气中的二氧化碳,通过叶绿素进行光合作用,产生出游离的氧气并释放到大气中,使大气中的氧气含