xinyan3688
浅谈微生物与人类的关系摘要：我们应该时刻意识到，在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去，但只要我们充分认识到我们所处的环境，认识到生态平衡对人类的好处，不要为了发展而牺牲环境，而坚持可持续发展战略，那么，人类就能够在这微生物的世界里更好地生存下去。关键字：微生物、人类，祸、福在说明微生物与人类之前，我们首先明确一下什么是微生物。不了解何为微生物又从何谈微生物与我们人类的关系呢？微生物主要是由一群肉眼看不见的单细胞生物所构成的，其种类之繁多，数目之庞大，超乎我们的相像。目前，微生物大致分类为细菌、真菌（包含酵母菌和微菌）、藻类和俗称为寄生虫的原虫和蠕虫。病毒是一种只能在活的生物细胞中复制的简单有机体，严格说来并不能视为一种生物，不过，也被归属于微生物。我们生活中的世界，其实是到处布满微生物的世界，从远古时期起人类就和微生物在地球上共处，人类在适应了微生物的同时，又不断遭遇微生物所引起的各种疫病，因此人类与微生物之间就了战争。1929年，英国细菌学家弗莱明，在研究培养葡萄球菌时，偶然发现了青霉素，这是人类历史上第一个抗菌素类药物的诞生。青霉素能抑制病菌细胞壁的形成，使菌体的新陈代谢失调，达到抑菌和杀菌的效用。之后又出现了很多抗菌素类药物，如头孢霉素、链霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、庆大霉素、红霉素等。一时间，人们就觉得在人类与微生物的斗争中，人类已经领先了，因为如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒、淋病和其他细菌性传染病慢慢被征服了。但是，正是由于这些抗菌素类药物有抑菌和杀菌的效用，人们大多数认为，不管患了什么病，总是认为多吃点抗菌素药物好，这就导致了以下问题：在多数情况下，抗菌素的作用只是抑制或削弱病原菌的活动，人最终还得靠机体本身来彻底战胜病原菌。长期使用某种抗菌素，不但起不到应有的作用，相反，还会使病原菌产生"抗药性"变异品种，从而使抗菌素失去它特有的效用。细菌的确很聪明的，一个细菌可在24小时内留下约l60多万个后代，然后成群地更有效地带着抗药性来危害人类。因此，人类和细菌这场无宵烟的战争又开始了，一场领先者不断变化的比赛就这样持续下去。正因为细菌有这种抗药性，科学家们正在研究各种策略。例如，使抗药性的细菌产生带有影响其生存能力的基因，使它更难忍受温度和酸度，使有抗药性的细菌在与同类细菌的竞争中，总处于劣势，这样就可以有效地抑制抗药性细菌的蔓延。即使这样，与微生物的斗争中，人类并不能说完全领先，因为到目前为止，有些疾病依然严重威胁着人类，如艾滋病，还有一些一度被控制的传染病又开始死灰复燃。为了防除这些疾病，全世界虽然已经花费了成千上万的美圆，但这些疾病的罪魁祸首却仍然没有被征服，甚至艾滋病还在每年呈指数增长。这不能不引起人们的高度重视。鼠疫，艾滋病(AIDS)，癌症，肺结核、虐疾、霍乱“卷土重来”，埃博拉病毒，疯牛病，还有近一段时间又出现了引起人们恐慌的新疾病SARS，禽流感等都是由一些极少部分的微生物所致，那鼠疫来说吧，1347年的一场由鼠疫杆菌(Yersiniapestis)引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1/3的人(约2500万人)死于这场灾难，在此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大约75%的欧洲人口，一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫，死亡率极高。而且还证实，这些病毒还在变异，这就更加增加了对这些疾病研究的困难。而这些疾病的出现，又是跟人们的行为有关，由于发展的需要，人们对环境进行破坏，造成生态的不平衡，生态环境越来越严重，造成病毒能够接触到人们的机会大大增加，而且加快了它们变异的能力。这些无不是人类自身所种的恶果。但这些祸只是由一极少部分的微生物所致，只有这一少数微生物也是人类的敌人。但并不是说一切的微生物对人类都有危害的，如果是这样，人类或许早就灭亡了，因为上面已经讲了，人类是生活在微生物的世界。那现在就谈谈微生物对人类有好处的一面。微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034×1012吨；每张纸币带细菌：900万个人体体表及体内存在大量的微生物：皮肤表面：平均10万个细菌/平方厘米口腔：细菌种类超过500种肠道：微生物总量达100万亿粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个；每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌。时时刻刻与微生物“共舞”是祸？是福？微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！微生物在许多重要产品中所起的不可替代的作用，例如：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素、酶等重要产品的生产体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障是人类生存环境中必不可少的成员，有了它们才使得地球上的物质进行循环因为这样，现在有不少的国家正投资把优先发展微生物经济作为发展生物产业的“火车头”，这可是内有乾坤的。发展微生物经济可以充分发挥比较优势，投入少、产出多、见效快、应用广，可以把其他生物产业带动起来，催生大批高新产业，形成巨大的技术经济优势，占领世界生物领域的制高点。具体地用微生物经济带动生物产业，也需要贯彻“有所为、有所不为”的方针，集中力量攻破难关，并与国内外大市场密切结合，利用强大的需求拉动产业的兴起和扩张，使得自主创新与加快转化形成互动机制。1、大力推广已经成熟的微生物技术，尽快形成单独产业，如抗生素、各种人畜疫苗、生物药品、生物农药、生物肥料等应当大力扶持，以优化质量为主线，提高核心竞争力，迅速占领市场、引导市场。2、组织技术集成，使用微生物技术成为重要环节，同发展循环经济的大趋势结合起来。循环经济的一个重要支柱，就是微生物技术。如果在循环经济中的微生物技术有重大突破，那就会带出一批新型绿色产业。较低层次的有把作物秸秆制成沼气、残渣再制成肥料;污物、污水处理中制取再生用水和其他有用物质，更能保护环境。其高端层次，则可获得新的资源和产品，进一步开拓防治微生物污染的领域。3、开展技术创新，利用微生物研究和开发新的生物技术，取得技术突破，获得自主知识产权，打破国外对某些关键性产业的垄断。特别是同中医中药结合，对预防医治人类的疑难病症如癌症、艾滋病、恶性传染病有所突破，就会形成产业。生物能源也应当作为一个重点，集中力量加以攻关。4、在支持性软硬环境方面，应考虑多培养一些应用微生物技术人才，充实微生物研究机构，广泛开展多种形式的产学研结合，国家、社会和企业给予的投入，鼓励发展应用微生物的研发企业。微生物对人类的好处，除了制造食物和生产有用的物质外，环境中的微生物，其实是地球上所有生物所构成的食物链中极重要的一环。若不是微生物所扮演的分解者，忠心地把死亡的生物体不断分解成活生物体成长所需的营养物质，地球上的生物很快就会面临食物短缺而停止繁衍。此外，人类所制造的垃圾和各类毒性物质对环境造成的污染，如果不是靠著微生物的分解，对人类的危害将不只是现今的千百倍而已。人类既然生活在微生物的世界里，那么一些和我们紧密生活在一起的微生物通常对人体无害，甚至可以帮助我们消化食物和产生人体所需的物质，如维生素等。更重要的是，当有致病性微生物入侵的时候，人体往往还得靠这些共生菌一起将它们驱逐出去。只是当人体的免疫力因先天或后天的种种因素而变差时，有些共生菌就会立刻翻脸，露出狰狞的面目，进一步侵入宿主体内的组织和器官，造成致命的感染。因此，保持身体健康有一部分也意味着维持人体和共生菌之间的微妙平衡，而达到一种互利的关系。我们应该时刻意识到，在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去，但只要我们充分认识到我们所处的环境，认识到生态平衡对人类的好处，不要为了发展而牺牲环境，而坚持可持续发展战略，那么，人类就能够在这微生物的世界里更好地生存下去 
微生物 微生物(microorganism)是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在，无处不有”，涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。 一般地，在中国大陆地区的教科书中，均将微生物划分为以下8大类：细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。 有些人误将真菌当作细菌，是一种比较普遍的误解。尤其以80年代以前未受过系统生物学教育者。 微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。 微生物能够致病，能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂，但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素，这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微生物，例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在，称正常菌群，其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收，菌群在这些过程中发挥的作用，以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调，就会引起腹泻。 随着医学研究进入分子水平，人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到，是遗传信息决定了生物体具有的生命特征，包括外部形态以及从事的生命活动等等，而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息，将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性，对于传统微生物学来说是一场革命。 以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿，而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制，发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗，开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物，将对有效地控制新老传染病的流行，促进医疗健康事业的迅速发展和壮大! 从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物（特别是细菌）资源，1994年美国发起了微生物基因组研究计划（MGP）。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因，不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识，更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品，包括：接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造，促进新型菌株的构建和传统菌株的改造，全面促进微生物工业时代的来临。 工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等；某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程，甚至直接作为洗衣粉等的添加剂；另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究，发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程，对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因，然后对菌株加以改造，使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究，将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因，经基因工程改造，实现新的工程菌株的构建，简化生产步骤，降低生产成本，继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究，不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因，并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造，同时推动现代生物技术的迅速发展。 农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策 据资料统计，全球每年因病害导致的农作物减产可高达20％，其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外，似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究，认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。 经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物，例如：胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案，可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类，除了杀虫剂能阻断其生活周期以外，只能通过遗传学研究找到毒力相关因子，寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。 环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物 在全面推进经济发展的同时，滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化，提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大，微生物参与治理则是生物除污的主流。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、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质，并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究，在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下，有选择性的加以利用，例如找到不同污染物降解的关键基因，将其在某一菌株中组合，构建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同时降解不同的环境污染物质，极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究，以期找到其降解有机物的关键基因，为开发及利用确定目标。 极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大 在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物，又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性，极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。 有一种嗜极菌，它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活，而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段，但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限，建立新的技术手段，使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶，可在极端环境下行使功能，将极大地拓展酶的应用空间，是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础，例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径，其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。
回答 微生物 微生物(microorganism)是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在，无处不有”，涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。 一般地，在中国大陆地区的教科书中，均将微生物划分为以下8大类：细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。 有些人误将真菌当作细菌，是一种比较普遍的误解。尤其以80年代以前未受过系统生物学教育者。 微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。 微生物能够致病，能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂，但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素，这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微生物，例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在，称正常菌群，其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收，菌群在这些过程中发挥的作用，以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调，就会引起腹泻。 随着医学研究进入分子水平，人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到，是遗传信息决定了生物体具有的生命特征，包括外部形态以及从事的生命活动等等，而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息，将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性，对于传统微生物学来说是一场革命。 以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿，而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制，发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗，开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物，将对有效地控制新老传染病的流行，促进医疗健康事业的迅速发展和壮大! 从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物（特别是细菌）资源，1994年美国发起了微生物基因组研究计划（MGP）。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因，不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识，更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品，包括：接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造，促进新型菌株的构建和传统菌株的改造，全面促进微生物工业时代的来临。 工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等；某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程，甚至直接作为洗衣粉等的添加剂；另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究，发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程，对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因，然后对菌株加以改造，使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究，将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因，经基因工程改造，实现新的工程菌株的构建，简化生产步骤，降低生产成本，继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究，不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因，并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造，同时推动现代生物技术的迅速发展。 农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策 据资料统计，全球每年因病害导致的农作物减产可高达20％，其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外，似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究，认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。 经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物，例如：胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案，可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类，除了杀虫剂能阻断其生活周期以外，只能通过遗传学研究找到毒力相关因子，寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。 环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物 在全面推进经济发展的同时，滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化，提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大，微生物参与治理则是生物除污的主流。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、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质，并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究，在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下，有选择性的加以利用，例如找到不同污染物降解的关键基因，将其在某一菌株中组合，构建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同时降解不同的环境污染物质，极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究，以期找到其降解有机物的关键基因，为开发及利用确定目标。 极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大 在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物，又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性，极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。 有一种嗜极菌，它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活，而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段，但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限，建立新的技术手段，使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶，可在极端环境下行使功能，将极大地拓展酶的应用空间，是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础，例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径，其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。
【生物多样性概念】 生物多样性biodiversity是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物) 有规律地结合所构成稳定的生态综合体。 这种多样包括动物、植物、微生物的物种多样性，物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。其中，物种的多样性是生物多样性的关键，它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系，又体现了生物资源的丰富性。 我们目前已经知道大约有200万种生物，这些形形色色的生物物种就构成了生物物种的多样性。 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，由遗传（基因 ）多样性，物种多样性和生态系统多样性等部分组成。遗传（基因）多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式，可分为区域物种多样性和群落物种（生态）多样性。生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性。遗传（基因）多样性和物种多样性是生物多样性研究的基础，生态系统多样性是生物多样性研究的重点。 有人问根据对自然界的研究可以推断造物主的工作有何特点，据说英国科学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹（JBS Haldane）回答：“过于喜爱甲虫。”因为甲虫是地球上最大的动物群。美国史密森学会（Smithsonian Institution）的特里·欧文(Terry Erwin)推断，多数未知的甲虫种类可能生存于我们无法靠近的30米高的热带森林树冠层。 【生物多样性与健康 】 生物多样性同样关系到我们的健康和这个星球的健康。实际上，你的健康和这个星球的健康之间的关系是密不可分的。 当我们生病的时候，我们依赖自然环境去帮助我们恢复健康。多少年以来，人们从自然世界中寻找对于伤病的治疗方法。植物为现代医药提供了有效的成分，比如制作阿斯匹林的成分。顺势疗法的医药也是大量利用植物成分的。从金钱的角度看，入药的植物的价值是无法算清的。世界上这些以植物作为基础的药物的总价值大约是6千亿。 生物多样性的经济价值是多数人并不了解的，但在医药公司的科学家们正在忙着从植物中寻找治疗一些特定疾病的特定药物成分。就在不久以前，专家们在太平洋紫杉树和马达加斯加长春花中发现了用于治疗癌症的植物成分。也许，某一天我们能够从一株植物上发现杀死艾滋病病毒的植物成分。 传统医学的医生依赖植物和药草治疗疾病已经有很长时间了。在现代，人们也十分欣赏传统医学的疗效。比如说，东部非洲的Maasai人以他们的传统方式做肉、牛奶或血制品时，他们会加入一些树皮，这样的方法做出来可以减少胆固醇。 然而，对入药植物和动物的收获也并不都是好事。实际上，对这些植物、动物的需求导致这些物种濒危。传统药物用乌龟入药导致这个物种的极度衰落。 我们反复地从地球的药柜中搜寻药物。我们需要保护生物多样性，以便大自然的药柜能够储有现存医药的成分，和未来我们需要抵制新的疾病时制造新药的所需成分。 【生物多样性与你呼吸的空气 】 在一些城市中，尤其是在夏天，呼吸外面的空气是不健康的。我们知道我们必须减少汽车尾气污染、工厂废气污染、发电厂的空气污染来保证现代生活。是的，我们都知道这些，但是你知道生物多样性对于环境的自动清洁起着什么样的作用吗？你知道生物多样性帮助清洁空气吗？ 树和其他绿色植物吸入二氧化碳--这种主要由汽车尾气和工厂排放的产生的温室气体，然后还给自然纯净的氧气。生物多样性是这个世界的空气净化器。 然而，我们持续不断的砍伐树木，把它们切开运往各地。世界上，492种树木物种已经有濒临灭种的危险。我们已经砍伐掉曾经装点着地球的大约一半的树木。我们砍伐但不修复，如此已经伤害了地球的肺。就像一个一天要抽10包烟的瘾君子，一直吸烟，而损坏的肺一块块地被切掉。我们的肺还剩多大一块？ 另外，在许多地方，我们引入外来入侵物种。在过去的200年里，我们将一些树种从世界的这一头运到那一头。这种行为有的已经发展到一种产业的规模，像桉树和藤条。也有一些退休人员或旅行者从他们的家乡将土产的植物或是树木带上，随他们旅游。 问题是，这些植物完全适应它们原本的生长地，它们却并不适应新的地点生长。它们也许比当地物种需要更多的水，或者需要杀虫剂来帮助它们不被当地的虫子蛀食。 我们必须尊重自然的安排，不要强迫某些特性的改变。顺其自然。这样，地球的肺能呼吸得更舒服些。 【生物多样性与我们喝的水 】 所有的生命都离不开水，所以，生物多样性也与水资源有关。 因为我们只有有限的水--不是说我们将来什么时候都能从火星上运一船下来--生物多样性、特殊的不同生态系统净化我们的水：森林、土壤和细菌、小溪与云彩一起运作--实际上是过滤，才使我们重新喝到水。没有生物多样性，这个世界就会变得贫瘠与中毒--更像火星--然后我们就不能再生存在地球上了。 所以，问题是，你已经准备好搬到另一个星球上去生活了吗？ 【生物多样性、气候和灾难 】 你意识到最近我们一直在遭遇奇怪的气候吗？ 科学证据是无法驳斥的：地球的气候正在变化。整个地球上一直发生着奇奇怪怪的事情--珊瑚礁死亡、大型泥石流、不寻常的倾天大雨、一些地区的持续干旱。不管是因为工业排放原因还是自然因素的原因，世界对这些现象的应付机制依旧是相互紧密联系的，从生态系统方面到生态系统中的各类生命间。 例如，在地球上的许多地方，人们发现当他们砍伐森林后，它们的乡村和城镇就容易遭遇洪水。当这种洪水来时，就比以往的洪水要更凶猛、更快速。为什么？不是火箭的推力让它们变得更快，而是因为树可以用它们的根保持水土。根在湿潮季节里吸水并在夏天放出水分来。这是一种自然调节方法。 现在你有两个选择： 1， 帮助保护生物多样性 2， 什么都不作只是去承受 我们希望你选择第一项。我们正是那样做的！ 同样的，人们一点也不考虑生物多样性，甚至很少考虑风暴可能造成的危险就把珊瑚红树林全部清除。红树林是自然暴雨的良好缓冲区，同时也是富于生物多样性的生态系统。当它们被砍伐，这个缓冲区就不复存在了，无论是对于人类还是其它的物种。 当我们忽视我们应该得到的教训的时候，这个世界上人们的做法导致了这样的结果：山坡坍塌，整个群落全部被冲走，造成生命的丧失。生物多样性的丧失也正在用极度悲痛的方式伤害着我们人类。也许现在是我们拾起我们早就该得到的教训的时候了。 什么是生物的多样性 “生物多样性”一词是20世纪80年代初出现于自然保护刊物上，《生物多样性公约》第二条中对“生物多样性”作了如下解释：“生物多样性是指所有来源的活的生物体中的变异性，这些来源除其他外，包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体，这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性。” 1995年，联合国环境规划署(NNEP)发表的关于全球生物多样性的巨著《全球生物多样性评估》(GBA)给出了一个较简单的定义：“生物多样性是生物和它们组成的系统的总体多样性和变异性”。用句通俗的话说：生物多样性是由地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统共同构成的。 生物多样性的价值及其意义 生物多样性的意义主要体现在生物多样性的价值。对于人类来说，生物多样性具有直接使用价值、间接使用价值和潜在使用价值。 直接价值生物为人类提供了食物、纤维、建筑和家具材料、药物及其他工业原料。单就药物来说，发展中国家人口的80%依赖植物或动物提供的传统药物，以保证基本的健康，西方医药中使用的药物有40%含有最初在野生植物中发现的物质。例如，据近期的调查，中医使用的植物药材达1万种以上。 生物多样性还有美学价值，可以陶冶人们的情操，美化人们的生活。如果大千世界里没有色彩纷呈的植物和神态各异的动物，人们的旅游和休憩也就索然寡味了。正是雄伟秀丽的名山大川与五颜六色的花鸟鱼虫相配合，才构成令人赏心悦目、流连忘返的美景。另外，生物多样性还能激发人们文学艺术创作的灵感。 间接使用价值间接使用价值是指生物多样性具有重要的生态功能。无论哪一种生态系统，野生生物都是其中不可缺少的组成成分。在生态系统中，野生生物之间具有相互依存和相互制约的关系，它们共同维系着生态系统的结构和功能。野生生物一旦减少了，生态系统的稳定性就要遭到破坏，人类的生存环境也就要受到影响。 潜在使用价值野生生物种类繁多，人类对它们已经做过比较充分研究的只是极少数，大量野生生物的使用价值目前还不清楚。但是可以肯定，这些野生生物具有巨大的潜在使用价值。一种野生生物一旦从地球上消失就无法再生，它的各种潜在使用价值也就不复存在了。因此，对于目前尚不清楚其潜在使用价值的野生生物，同样应当珍惜和保护。 生物多样性的三个层次 目前，大家公认的生物多样性的三个主要层次是物种多样性、基因多样性(或称遗传多样性)和生态系统多样性。这是组建生物多样性的三个基本层次。 物种多样性常用物种丰富度来表示。所谓物种丰富度是指一定面积内种的总数目。到目前为止，已被描述和命名的生物种有160万种左右，但科学家对地球上实际存在的生物种的总数估计出入很大，由500万到1亿种。其中以昆虫和微生物所占的比例最大。 基因多样性代表生物种群之内和种群之间的遗传结构的变异。每一个物种包括由若干个体组成的若干种群。各个种群由于突变、自然选择或其他原因，往往在遗传上不同。因此，某些种群具有在另一些种群中没有的基因突变(等位基因)，或者在一个种群中很稀少的等位基因可能在另一个种群中出现很多。这些遗传差别使得有机体能在局部环境中的特定条件下更加成功地繁殖和适应。 不仅同一个种的不同种群遗传特征有所不同，即存在种群之间的基因多样性；在同一个种群之内也有基因多样性——在一个种群中某些个体常常具有基因突变。这种种群之内的基因多样性就是进化材料。具有较高基因多样性的种群，可能有某些个体能忍受环境的不利改变，并把它们的基因传递给后代。 环境的加速改变，使得基因多样性的保护在生物多样性保护中占据着十分重要的地位。基因多样性提供了栽培植物和家养动物的育种材料，使人们能够选育具有符合人们要求的性状的个体和种群。 生态系统多样性既存在于生态系统之间，也存在于一个生态系统之内。在前一种情况下，在各地区不同背景中形成多样的生境，分布着不同的生态系统；在后一种情况下，一个生态系统其群落由不同的种组成，它们的结构关系(包括垂直和水平的空间结构，营养结构中的关系，如捕食者与被捕者、草食动物与植物、寄生物与寄主等)多样，执行的功能不同，因而在生态系统中的作用也不一样。 总之，物种多样性是生物多样性最直观的体现，是生物多样性概念的中心；基因多样性是生物多样性的内在形式，一个物种就是一个独特的基因库，可以说每一个物种就是基因多样性的载体；生态系统的多样性是生物多样性的外在形式，保护生物的多样性，最有效的形式是保护生态系统的多样性。 我国生物多样性的一般特点 我国是地球上生物多样性最丰富的国家之一。在全世界占有十分独特的地位。1990年生物多样性专家把我国生物多样性排在12个全球最丰富国家的第8位。在北半球国家中，我国是生物多样性最为丰富的国家。我国生物多样性的特点如下。 1．物种高度丰富 我国有高等植物3万余种，仅次于世界高等植物最丰富的巴西和哥伦比亚。 2．特有属、种繁多 我国高等植物中特有种最多，约17 300种，占全国高等植物的57%以上。581种哺乳动物中，特有种约110种，约占19%。尤为人们所注意的是有活化石之称的大熊猫、白鳍豚、水杉、银杏、银杉和攀枝花苏铁，等等。 3．区系起源古老 由于中生代末我国大部分地区已上升为陆地，在第四纪冰期又未遭受大陆冰川的影响，所以各地都在不同程度上保存着白垩纪、第三纪的古老残遗成分。如松杉类植物，世界现存7个科中，我国有6个科。动物中的大熊猫、白鳍豚、羚羊、扬子鳄、大鲵等都是古老孑遗物种。 4．栽培植物、家养动物及其野生亲缘种的种质资源异常丰富 我国有数千年的农业开垦历史，很早就对自然环境中所蕴藏的丰富多彩的遗传资源进行开发利用、培植繁育，因而我国的栽培植物和家养动物的丰富度在全世界是独一无二、无与伦比的。例如，我国有经济树种1 000种以上。我国是水稻的原产地之一，有地方品种50 000个；是大豆的故乡，有地方品种20 000个；有药用植物11 000多种等等。 5．生态系统的类型丰富 我国具有陆生生态系统的各种类型，包括森林、灌丛、草原和稀树草原、草甸、荒漠、高山冻原等。由于不同的气候、土壤等条件，又进一步分为各种亚类型约600种。如我国的森林有针叶林、针阔混交林和阔叶林；草甸有典型草甸、盐生草甸、沼泽化草甸和高寒草甸等。除此之外，我国海洋和淡水生态系统类型也很齐全。 6．空间格局繁复多样 我国地域辽阔，地势起伏多山，气候复杂多变，从北到南，气候跨寒温带、温带、暖温带、亚热带和热带，生物群落包括寒温带针叶林、温带针阔叶混交林、暖温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林、热带季雨林。从东到西，随着降水量的减少，在北方，针阔叶混交林和落叶阔叶林向西依次更替为草甸草原、典型草原、荒漠化草原、草原化荒漠、典型荒漠和极旱荒漠；在南方，东部亚热带常绿阔叶林(分布于江南丘陵)和西部亚热带常绿阔叶林(分布于云贵高原)在性质上有明显的不同，发生不少同属不同种的物种替代。参考资料：
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