认知微生物：从对手到伙伴

微生物是地球上生物多样性最为丰富的生物，包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体。它们是这个星球最早的居民，根据存在环境的不同分为土壤微生物、空间微生物、空气微生物、肠道微生物、海洋微生物等。它们个体微小，但在维持生物圈和为人类提供众多未开发的资源方面发挥着重要的作用。

　　的确，那些臭名昭著的细菌和病毒曾经在人类历史上带来过不堪回首的黑色记忆。人类最初在面对这看不见的对手时显得束手无策，比如霍乱弧菌、结核杆菌、破伤风杆菌、天花病毒等。每种病原的出现都会在人类的发展史上写下浓重的一笔。十年前的SARS冠状病毒更是让中国人至今如梗在喉，今天的H7N9禽流感更是让我们谈“禽”色变。从某种意义上说，人类的疾病史就是一部不断与病原微生物斗争的历史。

　　细菌学说之后的现代医学使得微生物开始显形。这种最古老的生命与生物环境间存在着各种形态的关系，比如自生固氮菌与纤维分解细菌的互生关系；真菌与蓝细菌结合形成地衣的共生关系；各种植物病原菌与宿主植物间的寄生关系；抗生素产生菌与敏感微生物间的相克、敌对的拮抗关系，等等。由于微生物的微观性以及研究手段的限制，人类至今发现的微生物种类只占自然界存在的很小一部分。

　　人类生存与繁育必须适应外在的大生态环境和内在的微生态环境。在长期进化过程中，正常微生物与人体动态的生理性组合形成了人体内环境的微生态平衡，共同维护机体局部内环境的稳定。人类的生存须臾离不开微生物，微生物与人类早已结成了某种共生、互生关系，它们帮助人类消化食物并提供人体必须的维生素，清除人体内的垃圾，参与生命的进程的演进。因此，肠道微生物基因组被认为是人类的第二基因组。

　　生活中，人类对部分有益微生物的利用早已驾轻就熟，人类利用它们制作面包、馒头、啤酒、酸奶、干酪、腐乳、调味品（味精）等食物。而在现代医学方面，1928年，英国细菌学家亚历山大·弗莱明从青霉菌抑制其他细菌的生长中发现了青霉素。此后，大量抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来，而将病原微生物及其代谢产物经过减毒、灭活或利用基因工程等方法制成疫苗，则使人类在疾病的预防和治疗领域向前迈进了一大步。

　　随着人们对微生物了解的不断深入，它们在生物制药、能源、环保、食品、工业等方面扮演着重要的角色。微生物是生物圈重要的分解代谢类群体，在环境污染治理中，微生物可降解塑料、甲苯等有机物，还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气等。在自然农业中，微生物构成的多元功能的微生态系统可抑制有害微生物，尤其是病原菌和腐败菌的活动，促进植物生长以及土壤改良。微生物采油技术降低了原油的黏度，增加原油的流动性，大大提高了原油的采收率，减少了环境污染。

　　在强调生态平衡的今天，只要充分认知和了解微生物，发掘和利用它们的特性，人类就能学会与微生物在同一个世界和平相处，并让它们成为造福人类社会的伙伴。