泥土的清香自哪兒來
一陣大雨過後,空氣里浮蕩著一股沁人心脾的泥土的清香,讓人嗅了神清氣爽—你或許以為是微小的泥土顆粒被吸入你的鼻孔所致。錯了!
久居大城市,偶到鄉下,一陣衝動,你捧起一捧泥土湊到鼻子下聞了聞,然後陶醉地說:「啊!好香!」—你或許以為這是泥土本身固有的氣味。你又錯了!
那麼這些香味是怎麼回事?說出來你也許不會相信,它來自泥土中一種叫「放線菌」的細菌,不妨說,這是它們的「體香」。
細菌的樂園
你或許想不到,土壤不僅可用於生長植物,也是數量和種類繁多的細菌的「家園」。其中有一類細菌,如果你在顯微鏡下觀察,會發現它們與眾不同:別的細菌多數是圓形、橢圓形的,而它們看起來卻是絲狀的;那些絲有的像一棵樹,樹上有時還結著「果實」,有的像一根草,彷彿還開著花,煞是好看。這類細菌生物學上統稱為放線菌。
放線菌是一種單細胞生物,所以你看到它長得像一棵樹也好,一根草也罷,其實都只是一個細胞。那些奇形怪狀的絲,是它的菌絲。它的身體通過長出大量菌絲,覆蓋了很大的空間,這對於尋找食物大有好處。放線菌能釋放出一種叫「土臭味素」的化學物質,正是這種物質,讓我們湊近時,能聞到一股泥土的清香。
不過,我們雨後聞到的泥土香味又稍有不同,那是它們直接進到了我們的鼻孔。
放線菌是一種生命力很頑強的細菌,它們一般喜歡在溫暖、濕潤的環境下生存。當土壤乾旱的時候,它的菌絲就會在頭部長出一個個「果實」來,在生物學上叫「孢子」。孢子有厚厚的一層孢子壁,可以保護它在缺水時也不至於受損害。原來的放線菌漸漸枯死了,但留下一個個孢子。這些孢子一遇到合適的條件,又會發芽,長成一個個放線菌。
當下雨時,雨水沖開了土壤,這些晴天時埋在土中的放線菌孢子,也因此吸附在潮濕空氣的小液滴中而四下瀰漫。當它們被吸入鼻孔,我們就能感覺到一股泥土的清香。又由於土地乾旱越久,就有越多的放線菌以孢子的形式生存,所以雨後泥土的清香在久旱之後尤其明顯—這並不是你的鼻子產生的錯覺。
這些放線菌有毒么?它們絕大多數是無毒的,不僅在自然界,也在我們的口腔、呼吸道等處大量存在,所以你就放心大口呼吸吧!
細菌之間的「生化武器」
如果你以為這種小小的微生物作用只是讓人聞到土味,那你又錯了。也許它在你一生的某一時刻曾救過你的命呢。這不是誇大其辭,因為放線菌是一座生產抗生素的寶庫,目前醫學上常用的幾十種抗生素,絕大多數是由放線菌生產的,—而我們誰沒用過抗生素呢?鏈黴素、四環素、氯黴素、慶大黴素……你不妨對號入座一下,看看哪些是你的老相識。
提起抗生素,我們大概最先想到的是青黴素。的確,青黴素是人類發現的第一種抗生素,是由英國生物學家弗萊明最先發現的。弗萊明是個「懶人」,經常做完實驗連器皿也不洗刷。1928年臨近暑假,弗萊明在做培養葡萄球菌的實驗,還沒得出觀察結果就度假去了。那年夏天,天氣潮而悶熱。等度完假回來,弗萊明發現在細菌培養皿上長了許多黴菌,而黴菌周圍的細菌紛紛死亡,只留下一個個白斑。他意識到,黴菌也許釋放出一種化學物質把原來培養皿上的細菌殺死了。
現在,我們把一種微生物殺死另一種微生物的現象稱為「抗生現象」,那種能殺死微生物的化學物質叫「抗生素」。可以說,抗生素就是細菌之間進行戰爭的「生化武器」。黴菌就是靠著一種叫青黴素的化學物質殺死葡萄球菌的。因為發現青黴素的功勞,弗萊明分享了1945年的諾貝爾醫學獎。
不過黴菌還不是放線菌,接下來我們看看放線菌的功力。
抗生素的最大寶庫
青黴素並不是萬能葯,它只能殺死有限的幾種細菌,比如葡萄球菌、鏈球菌等,而對於像肺結核等幾個世紀以來一直肆虐流行,吞噬過像契訶夫、卡夫卡、魯迅等偉大作家的疾病,卻依然無能為力。
1945年,就在弗萊明獲得諾貝爾獎之後的幾個月,又傳來另一條好消息:美國生物學家瓦克斯曼宣布其實驗室發現了第二種抗生素——鏈黴素。這種抗生素對治療肺結核病有特效,自此,肺結核病才不再是人類的致命疾病。
而鏈黴素就是從土壤中一種叫「灰色鏈絲菌」的放線菌中提煉出來的。時至今天,人類大約已經發現了5000多種抗生素,而4000多種是從放線菌中提煉出來的。因為放線菌有種類多,繁殖快,生產抗生素產量高等優點。這些抗生素不僅能防治人類和動物的疾病,許多還能防治植物的疾病。即使現在,人類濫用抗生素的後果已經明顯顯現出來,但當我們遇到一個從未見過的病菌時,大多數時候恐怕還是要到放線菌中去尋找特效藥,也就是尋找新的抗生素。
放線菌的作用還不止於此,我們平常烹飪時調味用的味精,其實也是通過它們製造的。如今,它們還是科學家研究生物發育、細胞分化的便利材料。
談完了這些,你再抓一把泥土聞一聞。聞完之後,你也許會想:原來泥土中竟然藏著人類這麼好的朋友啊!
TAG:大科技雜誌社 |