微生物在人类历史和社会发展中的重要作用

薛达元

【关键词】微生物 人类历史 社会发展

【中图分类号】Q938.1 【文献标识码】A

微生物是地球上最为丰富多样的生物资源，其种类数量仅次于昆虫，是生命世界里的第二大类群。微生物包括所有的病毒和原核生物，真核生物中的显微藻类、原生动物和菌物等类群，是构成地球生物圈的重要组成部分。微生物拥有地球生物的所有营养类型，是生命有机物质重要的合成者和分解者，在地球化学循环中占据不可替代的作用。微生物是分布最为广泛的生命形式，占据着地球上所有的生境，以腐生、共生及寄生等形式与动植物及其他微生物发生广泛的联系，对于自然生态系统的产生、稳定和持续演化起到至关重要的作用。

微生物与人类生活息息相关

微生物广泛地存在于人类生存的环境中，与人类的生产和生活十分密切。人类在长期的生产生活实践中，不断认识到微生物的存在和价值，并与微生物共存发展。

微生物的利用常见于我们的日常生活，例如用酵母发面蒸馒头是日常生活中最常见的传统工艺，老面的主要作用成分是酵母，还含有一些杂菌，如乳酸菌、大肠杆菌等。酵母是一种天然的、可食用的和营养丰富的单细胞微生物。此外，发酵后的酵母还是一种很强的抗氧化物，可以保护肝脏，有一定的解毒作用。酵母里的硒、铬等矿物质能抗衰老、抗肿瘤、预防动脉硬化，并提高人体的免疫力。发酵后，面粉里的一种影响钙、镁、铁等元素吸收的植酸可被分解，从而提高人体对这些营养物质的吸收和利用。微生物也可以用来制作腐乳，其中用到的微生物是毛霉，它通过将蛋白质分解成容易消化吸收的氨基酸，将脂肪变成甘油和脂肪酸，获得丰富可口的腐乳。发酵是利用微生物的生命活动使粮食水果等的成分发生较大的改变，使食品的营养成分更容易吸收，风味也更丰富，人类生活已经离不开发酵食品。我国民间所说的开门七件事：柴、米、油、盐、酱、醋、茶，其中酱醋两样就是微生物的贡献。微生物可改变人们的生活习惯，也处处影响着人们的饮食方式，与人类生活息息相關。

微生物产业促进了社会经济发展

微生物中绝大多数种类有益于人类，可在医药、食品、工农业等领域，直接或间接地为人类提供极其丰富的物质财富，并为地方经济的繁荣发展发挥特别的作用。

一些高等真菌在工业生产中已得到广泛应用，如毛壳属和木霉属的许多种类被用于生产纤维素酶，黑曲霉被用于生产淀粉酶。许多微生物种类可供人类直接食用。我国已经报道食用菌种近1000个，药用菌种超过500个。目前，国内已经开始人工栽培的食药用菌超过100种，形成规模栽培的种类有30种以上，尚有大量的野生食药用菌有待开发。在中国，食用菌已成为一个重要产业。虽然中国食用菌品类众多，但产量结构上仍以香菇、黑木耳、平菇、双孢蘑菇、金针菇等为主。另有一些保健和药用菌产业，虽然产量不高，但价值很高，如冬虫夏草及其相关产品年产值可达100亿元以上；而灵芝和蛹虫草等药用真菌人工栽培和活性代谢产物发酵也已形成巨大产业。

微生物在工农业生产与污染防治领域也得到广泛应用。自20世纪90年代以来，我国大庆、胜利、辽河、大港和中原等大型油田加快了微生物采油技术的引进、研发和推广，已初显成效。国内微生物冶金的研究始于20世纪60年代，目前相关技术已被应用于铜、铀、金、镍、钴、锌、铝等有色金属的规模开采和提炼及煤炭的脱硫。

微生物及其技术在环境保护领域的应用越来越广泛，选育并开发了大批用于环境治理的微生物菌株及相关菌剂，展现出广泛的应用和发展前景，如污水处理、土壤污染物降解、有机废弃物的堆肥等。微生物用于土壤污染修复的基本原理是，通过土壤中天然存在的微生物或人为添加的微生物能降解或转化土壤中的有机污染物，以实现土壤功能的恢复或改善。

微生物在创立地方品牌产品中发挥独特作用。一些以微生物利用为核心技术的品牌产品得到长足的开发，极大地推动了地方经济发展。例如，对贵州省经济举足轻重的茅台酒，其生产工艺与当地丰富的微生物资源密切相关。另有研究表明，在云南普洱茶的生产过程中，大量微生物种类参与了发酵过程。从茶窖环境中分离的微生物和茶叶内生菌进行培养和分子鉴定的结果显示，在茶窖环境中经分离纯化共得到157株细菌、119株真菌和163株茶叶内生菌；茶窖中长期累积的菌斑鉴定结果显示，大部分为曲霉属，数量最多的是黑曲霉。

许多微生物可用于医药，对人类健康有很大帮助。例如，一些植物内生真菌能够产生具有药理活性的代谢产物，如红豆杉内生真菌产生的紫杉醇具有显著的抗癌功效。超过50%的地衣种类含有地衣聚糖和松萝酸等特有的抗菌和抗癌的活性物质，地衣在医药领域具有巨大的潜在应用价值。近年来的研究表明，某些类群的黏菌也具有一定的抗革兰氏阳性细菌或抗癌活性，黏菌也有望成为天然生物活性产物的新来源。

青霉素等抗生素是菌物生长过程中的代谢产物，可以抑制多种有害细菌的生长，对人和动物却无毒。青霉素的发现和应用，加速了第二次世界大战的结束，拯救了数以千万人的生命。青霉素不仅为世界带来了一个年产值达数百亿美元的抗生素产业，而且使人类的平均寿命延长了10年。自从青霉素被发现以后，在短短几十年的时间里，一大批新型抗生素相继问世，如金霉素、头孢菌素、土霉素、红霉素、制霉菌素、卡那霉素等。这些抗生素的发现极大地增强了人类抵抗细菌感染的能力，显著延长了人类寿命。目前，我国已拥有抗生素企业200多家，年产量约15万吨，总产量居世界第一位。

微生物还用于研制疫苗，人们将各种病原微生物收集起来，通过一些特定的方式让他们的毒性降低，并用制作药剂类似手段制备各种疫苗，用于人体免疫，使人体对于疟疾、天花、肺结核、肺炎等多种流行传染疾病产生免疫力。