如果没有了微生物,世界会变成什么样?

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  5月10日,“科学梦大讲堂”第一期讲座“认识微生物——从对手到伙伴”在中国科技馆举办。此次讲座由谢小军和朱宝利两位微生物专家主讲。北京市第65中学的同学们和众多科普爱好者聆听了此次讲座。在互动环节,青少年听众踊跃抛出诸如“细菌的重量怎么测量?”等颇为“麻辣”的问题。现场还设置了“互动微信墙”,场外观众通过“知识就是力量”微信订阅号发布问题,学识渊博的两位专家胸有成竹地“接招”,给出让大家满意的解答。
  Q如果没有了微生物,世界会变成什么样?
  A如果微生物突然从地球消失,一个直接的后果是——地球会成为一个尸骨如山的大坟场,尸体得不到分解,粪便堆得到处都是。微生物具有强大的分解有机物质的能力,从简单的葡萄糖到苯、酚、三硝基甲苯到复杂的纤维素、木质素,绝大部分有机物都是微生物的美食;它们还是物质循环的推动者,碳、氮、硫、磷等生命必需的元素在微生物的作用下,以多姿多彩的化学形态出现在生物圈中为万物反复利用。正是微生物的分解、合成和转化,生态系统才得以正常运行。
  Q细菌会生宝宝吗?
  A“繁殖”是生命的最基本特征之一,细菌也不例外。细菌最常见的繁殖方式是以二均分裂形式进行的无性裂殖,这是一种原始的生殖方式,即母细胞分裂为与自己一模一样的两个子细胞。在生活条件最适宜的情况下,大部分细菌裂殖的速度相当快,以大肠杆菌为例,它每分裂一次只需要大约20分钟,照这个速度,一个大肠杆菌的后代一昼夜就是4 722 366 500万亿个(重约4722吨),48小时后这个数目可以达到2.2×1043这么一个天文数字(22后面有42个“0”),这相当于4000个地球的重量,当然自然界中没有如此理想化的生存条件,营养物的迅速耗竭、病毒的侵害和自身有毒代谢产物的抑制,这些都限制了细菌的无限增殖。
  Q为什么海底以下的微生物都很长寿?
  A2012年5月,科学家在太平洋的深海沉积物中发现了一种微生物,它们靠着极其微量的氧气存活,至今已有8600万年之久,这意味着它们曾经与恐龙“一起生活”过。研究表明,海底沉积物中有不少微生物可以存活数百万年。它们为什么会有这么长的寿命呢?
  海底深处可供微生物消耗的有机质极度贫乏,“吃饭”成为微生物生存的头等大事。为了使有限的食物“吃”得更久,一些微生物“刻意”将新陈代谢活动降到最低,只要满足自己的生存需求即可。这些微生物像冬眠的棕熊一样,新陈代谢速度极其缓慢。它们几乎不运动,繁殖速度也极慢,数百年或者数千年才繁殖一次,因而具有极长的寿命。难怪有科学家说:“它们8600万年前就在这片沉积物的表面开始吃它们的‘午餐’,就好像它们在一口一口地咬一个馅饼,至今还没吃完最后一口!”(作者:王鹏,选摘自少年儿童出版社第6版《十万个为什么——海洋》,内容有删节)
  Q为什么“万物生长靠太阳”的道理,到了深海就不灵了?
  A按照“万物生长靠太阳”的理论,在阳光照射不到的深海海底,由于没有浮游植物的光合作用,应该是一片冰冷、寂静的生命荒漠。可令人惊讶的是,科学家在漆黑的深海海底发现了一些奇特的生物群落。这里虽然没有太阳光的照射,但生命的繁衍丝毫不受影响,各种类型的海底生物争奇斗艳,形成了另一种生命绿洲!很显然,这里的生命并不需要太阳光。那么,“万物生长靠太阳”的道理,到了深海怎么就不起作用了呢?
  原来,地球上有两种能量可以支撑生命活动。一种是来自地球外部的能量,即太阳能。它们通过太阳光的形式到达地球,地球上绿色植物的生长就是依靠这种能量;另一种支撑生命活动的能量则来自于地球内部。这些能量由地球内部物质的化学反应产生,同样可以被生命吸收利用。在深海热液喷口和冷泉喷口附近,生活着大量可以从化学反应中捕获能量的微生物,科学家将它们称为化能自养微生物。它们有的喜欢“吃”甲烷,有的偏爱“吃”氢气,有的则喜好金属离子。而化能自养型微生物的大量繁殖,为深海动物提供了充足的食物来源,从而在深海形成了完全不依靠太阳光的独特生物群落。(作者:彭晓彤,选摘自少年儿童出版社第6版《十万个为什么—海洋》,内容有删节)
  Q汗血马真的会流血?
  A汗血马本名阿哈尔捷金马,原产中亚沙漠地区,现被奉为土库曼斯坦国宝。汗血马现存不足4000匹,一半生活在土库曼斯坦。这种马颈部流出的汗液鲜红似血,因此在我国自古被称为“汗血宝马”。关于“汗流似血”,主流的解释是汗血马肩膀和脖子处汗腺发达,在疾速奔跑时淌出的汗在枣红或栗色的皮毛衬托下,显出肩颈部位非常鲜亮,给人感觉就像在流血。
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