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环境微生物及其与人类之关系

已有 1244 次阅读 2019-8-5 09:04 |个人分类:自然之旅|系统分类:科普集锦

1. 环境微生物在我们身边 

 

 

2. 环境微生物与农业

利用微生物可生产菌体蛋白饲料、饲料酵母、维生素饲料、发酵饲料、青贮饲料、益生菌饲料添加剂、细菌农药、真菌农药、病毒农药、微生物肥料、农用抗生素等。另外,绿色农业或有机农业、绿色食品均离不开微生物的作用,如防病、防虫害、供肥(生物固氮) 

3. 环境微生物与医药

目前使用的抗生素药物,绝大多数是微生物发酵产生的。


利用基因工程菌可生产干扰素、功能肽、胰岛素、疫苗等生物制品。

 

4. 环境微生物与工业

酶制剂工业、氨基酸工业、有机酸工业、新材料开发、生物化工、纺织、皮革、造纸、能源、石油等,另外也可以化学湿法冶金、微生物探矿等。 

 

5. 环境微生物与食品工业

酿酒、酿造酱油、酿造食醋、有机酸(柠檬酸和乳酸等)、氨基酸(谷氨酸和赖氨酸等)、核苷酸、发酵乳制品、发酵豆制品、发酵果蔬制品、发酵肉制品、发酵水产品、单细胞蛋白、益生菌食品、转基因食品、酶制剂等。 

 

微生物污染食品也可引起食品发生腐败、变质,甚至引起食源性疾病。 

 

6. 环境微生物与环境保护

环境微生物在自然界污水的净化、垃圾处理、秸秆的降解和有机物的分解等过程中起着决定性的作用,因此,对环境保护有巨大的贡献。如环境微生物是有机废水污物和合成有毒化合物的强有力的分解者和转化者,起着环境“清道夫”的作用(有机废水和污染物的处理降解、污染土壤的微生物修复)。再如环境微生物可将农业和某些工业有机废弃物转化为氢气、乙醇和甲烷等清洁能源。 

7. 环境微生物与人类健康

人从出生的一瞬间开始,环境微生物就伴随人的一生。小朋友的生长历程在某种程度上就是和(有害)微生物作斗争的过程。而有益环境微生物是我们生活、生产取之不尽的宝贵资源,甚至有一些环境微生物是人类生存所必需的。

 

 

人体体表及体内存在大量的环境微生物:

体皮肤表面:平均10万个细菌/平方厘米

口腔:细菌种类超过500

肠道:环境微生物总量达100万亿

粪便干重的1/3是细菌

每克粪便的细菌总数为:1000亿个 

 

冬虫夏草是一种叫做蝙蝠蛾的动物,将虫卵产在地下,使其孵化成长得像蚕宝宝一般的幼虫。另外,有一种真菌孢子会经过水渗透到地下,专门找蝙蝠蛾的幼虫寄生,并吸收幼虫体的营养,而快速繁殖,称为虫草真菌。当菌丝慢慢成长的同时,幼虫也随着慢慢长大,而钻出地面。直到菌丝繁殖至充满虫体,幼虫就会死亡,此时正好是冬天,就是所谓的冬虫。而当气温回升后,菌丝体就会从冬虫的头部慢慢萌发,长出像草一般的真菌子座,称为夏草。在真菌子座的头部含有子囊,子囊内藏有孢子。当子囊成熟时,孢子会散出,再次寻找蝙蝠蛾的幼虫作为寄主,这就是冬虫夏草的生活史。 

 

天麻生于腐殖质较多而湿润的林下,向阳灌丛及草坡亦有。须与白蘑科真菌密环菌[Armillariella mellea (Vahk ex Fr.)Karst.]和紫萁小菇(Mycena osmundicola)共生,才能使种子萌芽,形成圆球茎,并生长成为常见的天麻块茎。其中紫萁小菇为种子萌发提供营养,蜜环菌为原球菌长成天麻块茎提供营养。 

 

 

同时,病原微生物却又给人类的生活和生产带来严重危害,尤其是相当部分的农作物病害、粮食和食物的霉变、腐烂等。

 

 

另外,病原微生物又给人类的健康带来了严重危害。在历史上,微生物曾导致数次人类大灾难:

公元2世纪中期,伤寒、天花、麻疹以及中毒性休克综合征等多种瘟疫,一起袭击了安东尼统治下的罗马帝国。最后,整场瘟疫导致罗马本土1/3人口死亡,总死亡人数估计高达500万。

公元541年,鼠疫在东罗马帝国属地的埃及暴发,接着迅速传播到君士坦丁堡及其他地区。君士坦丁堡40%的居民在此次瘟疫中死亡。这场鼠疫继续肆虐了半个世纪,1/4的东罗马帝国人口死于鼠疫。

1347年到1352年期间在欧洲发生的鼠疫可以说是人类历史上规模最大的一场瘟疫。短短几年就无情的夺去了7500万人的性命,欧洲人口因此减少了三分之一,可谓惨烈异常。在随后的300多年间,鼠疫仍多次卷土重来。周期性暴发使整个欧洲濒临毁灭。后世学者估计,共有多达2亿人死于鼠疫。

明万历六年到万历十八年,中国北方鼠疫大流行,最终夺去了至少700万人的生命。 

 

此外,被史学家称为“人类史上最大的种族屠杀”事件不是靠枪炮实现的,而是靠天花病毒。15世纪末,欧洲人踏上美洲大陆时,这里居住着20003000万原住民,约100年后,原住民人口剩下不到100万人。

研究者指出,欧洲殖民者把天花患者用过的毯子送给了印第安人。随后,瘟疫肆虐,同时由欧洲传来的腮腺炎、麻疹、霍乱、淋病和黄热病等病也接踵而至。

清朝初期和中期至少数千万人死于天花病毒引起的天花(患者在痊愈后脸上会留有麻子,故名)。死于天花的著名人物有清顺治帝、同治帝、董鄂妃、和硕豫亲王。唯一得过天花却幸存下来的历史名人仅有清康熙帝一人。 

 

18世纪欧洲蔓延天花,死亡人数曾高达1亿5千万人以上。英女皇伊丽莎白一世在1562年也几乎死于天花。 

 

19791026日联合国世界卫生组织在肯尼亚首都内罗毕宣布,全世界已消灭了天花病毒,并且为此举行了庆祝仪式。这是人类为了自身利益消灭的第一种有害生物。现在,天花病的病毒只保留在以下两个实验室中,以供研究之用:美国亚特兰大疾病控制和预防中心、俄罗斯Koltsovo国家病毒和生物技术中心。

 

 

侵华日军731部队是日本军国主义最高统治者下令组建的细菌战秘密部队,是人类历史上最大规模、最灭绝人性的细菌战研究中心。利用健康活人进行细菌战和毒气战等实验,使得它的罪恶与奥斯维辛集中营和南京大屠杀同样骇人听闻。仅鲁西聊城、临清等18个县有至少20多万人死于日本细菌战。 

 

西班牙流感(1918-1919)科学家们确信是世界上最惨烈的传染病流行,由猪流感变异病毒引起,这种病毒以美国的猪为宿主并发展为致人死命的病原体。西班牙大流感首先暴发于美国堪萨斯州的芬森军营,随着第一次世界大战的参战士兵形成世界性蔓延,在一年之内席卷全球,患病人数超5亿,造成了约2200-4400万人死亡。相当于第一次世界大战死亡人数的4倍。 

 

科学家们(1976)认为埃博拉病毒具有高度传染性的杀手,该病毒始于猴子,沿刚果境内的埃博拉河蔓延到非洲的其他国家,有900人死亡。感染病人全身出血直至死亡。 

 

1983年人类发现了爱之病(因该病发现初期主要通过性交途径传播,故名),后改名为艾滋病,即获得性免疫缺陷综合征(Acquired Immune Deficiency SyndromeAIDS),是人类因为感染人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency VirusHIV)后导致免疫缺陷,并发一系列机会性感染及肿瘤,严重者可导致死亡的综合征。 

 

截止2010年,全世界存活HIV携带者及艾滋病患者共3400万,全年死亡180万人,每天约7000人新发感染,全世界各地区均有流行,但97%以上在中低收入国家,尤以非洲为重。

截止至2011年底,中国存活HIV携带者及艾滋病患者约78万人,死亡2.8万人。 

 19854月,医学家们在英国发现了一种新病,即牛脑海绵状病(Bovine spongiform encephalopathyBSE),俗称“疯牛病”。英国每年有成千上万头牛因患这种病导致神经错乱、痴呆,不久痛苦死亡。1996年春,该病在英国以至于全世界引起的一场空前的恐慌,数千万头牛被埋杀,甚至引发了政治与经济的全球动荡,一时间整个欧洲“谈牛色变”。 

 

200211月在广东佛山发现严重急性呼吸综合征(Severe Acute Respiratory Syndromes),又称传染性非典型肺炎,简称SARS,是一种因感染SARS冠状病毒引起的新的呼吸系统传染性疾病。200211-200385日,29个国家报告临床诊断病例病例8422例,死亡916例。报告病例的平均死亡率为9.3% 

 

20142月,智利在复活节岛发现了寨卡病毒感染的首位本土病例。20155月,巴西开始出现寨卡病毒(Zika Virus)感染疫情。寨卡病毒属黄病毒科,黄病毒属,单股正链RNA病毒,直径20 nm,是一种通过蚊虫进行传播的虫媒病毒,宿主不明确,主要通过蚊虫叮咬传播,感染后症状与登革热相似,包括发烧、疹子、关节疼痛、肌肉疼痛、头痛和结膜炎(红眼)。寨卡病毒感染者中,只有约20%会表现轻微症状,如发烧、皮疹、关节疼痛和结膜炎等,症状通常不到一周即可消失。然而,如果孕妇感染,胎儿可能会受到影响,导致新生儿小头症甚至死亡。其中巴西是重灾区。截止20161月,巴西大约有150万人感染寨卡病毒,大约有近五千例新生儿小头畸形症疑似病例,其中确诊四百多例。 

 

一句话,对于环境微生物而言,人类爱也不是恨也不是。总之,在某种程度上两者是冤家。

 

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