微生物与人：微生物学中的关键技术及其对人类生存的影响

Chapter 2　Microbes and Man

20世纪50年代早期，我曾经参与组建英国国家工业细菌菌种保藏馆。这个机构专门保存供工业使用的重要的微生物。如今，它已发展成为英国国家工业及海洋细菌菌种保藏馆（NCIMB），位于阿伯丁。这个保藏馆是收集微生物的有效网络的一部分。它不仅保存用于工业及非医药研究的生物，还有另一个重要功能，即保存一些濒于死亡的典型细菌菌株，于是专家们能从这里获得参照菌株，从而与那些可能给我们带来麻烦的菌种相比较。在博物馆成立早期，参观者时常光临，还曾有一小群法国的社会要人及其夫人们来此参观。我一直不太理解为什么会有那么一次安排。因为对于市政当局来说，这是一项不那么令人感兴趣的活动。我清楚地记得，那些贵妇人开始并未理解细菌这个词的含义，但当她们突然意识到自己身处致病菌的收藏品中时，便立即流露出了惊恐的神情。她们做作地掏出手绢捂住鼻子，并尽可能不失风度地迅速离开了。

外行人经常将细菌、微生物、病菌等名词与疾病联系在一起。在他们看来，微生物总带着令人惊恐和厌恶的气息。但是事实上，绝大多数微生物都是无害的（甚至是有益的）。这一点几乎不能被人们理解，然而事实就是如此。一个人的双手、头发、口腔、皮肤及肠道中都充满了细菌。除了刚煮熟或消毒过的食物外，所有的食品都沾染了活的细菌及它们的孢子。饮料、土壤、灰尘和空气中都充满了不计其数的微生物，这些微生物大部分是无害的，不仅如此，其中有相当一部分还是有益的。除非是在疾病流行的地方，否则致病微生物（病原体）总是极少数的。

直到大约100年前，与我们吃饭、睡觉、生活和呼吸有关的微生物才逐渐被大家所认识。这一认识带来了20世纪卫生和医药上的巨大进步。在第一章中，我曾谈到微生物对人类生存的一些影响，以后我将更详细地探讨这一话题。本章我将正式向读者介绍微生物，让你们知道微生物的分类方法及其生活方式；我还要谈谈微生物的研究是如何成为生物学的一个分支——微生物学的。

17世纪，著名的荷兰科学家安东尼·冯·列文虎克^[1]曾在他写给伦敦英国皇家学会的一系列趣味盎然的信中首次描述了微生物。他曾经自行组装了一架简单但效果挺不错的显微镜，并且用其观察到了渠水、肉汤、食醋及唾液等样品中见到的“微生动物”，而他在信中描述的就是这类“怪兽”。列文虎克所绘制的图景无疑表明，在微小的蠕虫、水蚤及颗粒物之间，他看到的是细菌、酵母和原生动物这些通常肉眼看不见的家伙——现在我们称之为“微生物”。(www.xing528.com)

然而，公平地说，微生物学这门学科是由路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）在19世纪创立的。他是一位法国化学家。在那之前，发酵和腐败一直被认为是纯粹的化学过程，而巴斯德却证明了它们是由微生物引起的。他的证明方式现在已成为历史了，无须我再提起。从微生物学的发展角度来说，他最重要的成就是认识到空气中包含了许多微生物，而且它们有可能随机地落到任何易感物体上从而引起发酵和腐败。因此，希望研究和了解这些微生物的科学家们就必须探索特殊的方法来对不同种类的微生物进行筛选、保存及分离。既然各种微生物均为肉眼不可见且不计其数，那么获取并研究某一单个的微生物就是办不到的了。首先，因为微生物的体积极小；其次，它不是静止不变的，而是一分为二、二分为四地不断生长着。一般说来，微生物学家们不得不同时研究一大群微生物并推断出它们整体的一般生活习性。因此，我们必须设法使这一大群微生物尽可能完全相同，也就是说，要想办法培育出不被从别处（如头发、皮肤或空气中）而来的其他物种所污染的纯一种系（通常叫作一个菌种或一株菌）。

我将在第四章中讨论如何去完成这件事。首先，最根本之点就在于，微生物学的研究技术在整体上与生物学其他领域有明显的区别。你可以抓住一条狗、一只鲨鱼或一株植物，用各种方式、想各种办法去观察、研究它们，可你目前却不能这样对待某个单个的微生物。化学家们是从对成千上万个分子而并非单一分子的研究中获得信息，而微生物学家们的研究技术跟化学家倒是很像。在这两个领域中，要进行卓有成效的研究，仅有目前的简单技术是不够的。因此，微生物学的定义不仅取决于它所包括的领域，更应该取决于研究工作中所使用的技术。事实上，当宏观生物学家们研究多细胞生物体的组成细胞或进行组织培养时，他们其实采用了微生物学中的许多技术。

但是，像线虫或小蚤这些微小的多细胞生物，是不被微生物学家称为微生物的。通常，微生物学所涉及的生物体是由单个细胞组成的，或虽系少许同类细胞聚集的小团，却不发展成更复杂的非同类细胞群体。因为细胞很小，所以显微镜对于观察微生物几乎是常规而必不可少的。然而，其分界是模糊的：在三大类微生物中，有少数成员在其生活的某个阶段形成了具有两种甚至三种类型细胞的群体，或者大到肉眼可见的程度；在这些例子中，微生物学就与植物学和动物学的研究领域有所重叠，但一般说来，微生物学所研究的还是下列单细胞或非细胞生命的五大类群，以及一组古怪的蛋白体——朊病毒，下文将详细展开讲述。