看微生物的驚奇,在《微生物搞怪學》

關於微生物的科學發現,有著太多稀奇古怪的趣事,讓研究者感到驚奇,想要發掘這些驚奇的由來與真相。《微生物搞怪學》將這些許許多多的小小驚奇,介紹給讀者。這是一本主要在介紹古菌、細菌、真菌與病毒之類微生物的科普書,內容深入淺出又非常有趣,還有一些關於發現微生物的精彩故事。

Small Wonders: How Microbes Rule Our World (2008)

原文作者:Idan Ben-Barak,譯者:陳芝儀

出版社:天下文化

出版日期:2011年3月

雖說微生物是單細胞生物,包括古菌、細菌、部分的真菌與原生生物;但不是生物的病毒,也在本書介紹之列。

微生物的驚奇,包括:

  • 每個人身上有大約重1到2公斤的微生物;平均每1個細胞外,有10隻細菌游來游去。
  • 能生存於極限環境:有些古菌是極端嗜熱(攝氏100度以上)或生存於其他極限環境(低溫、鹽度、乾燥)。也有抗高劑量輻射、厭氧的細菌。古菌與細菌的差別,就像細菌與我們之間的差別一樣大。
  • 黏成一團,才是細菌的本性;它們經常集體生活在生物膜(細菌分泌的黏膜)中。
  • 移動:
    • 微生物不會思考,移動的決定是發生在演化層次 — 遇到某種環境就會移動。
    • 移動的方法:例如靠引發宿主的反應(例如噴嚏)、自備會旋轉的鞭毛。
  • 性:除了垂直基因轉移(上一代傳到下一代)以外,還能水平基因轉移。
  • 人與微生物的大戰:
    • 病毒感染宿主,是分解自己,將內容物注入細胞,迫使宿主細胞製造新病毒,然後衝破宿主細胞。
    • 病菌的目的,不是要消滅人類,而是要繁衍族群。剛爆發瘟疫的病毒、細菌,其毒性最大,但毒性會在以後的世代,逐漸減弱,以求與宿生共存。
    • 細菌藉由快速演化與水平基因轉移的機制,對抗生素產生抗藥性。
    • 人類現在藉由尋找新的活性分子來發現新藥(抗生素),或設計藥物(建立細菌的電腦模型,據此設計出能抓住模型的人工分子),來抑制細菌行動。在日常生活中,最重要的抗菌方法,就是洗手。
    四個黏在一起的抗輻射奇異球菌(Deinococcus radiodurans),可承受150萬雷得的輻射劑量(人類頂多只能承受1000雷得),是人類解決核廢料問題的希望。
    圖片來源:Alice Dohnalkova, EMSL
    (美國環境分子科學實驗室)
  • 微生物能為人類利用的功能:
    • 生物修復:以微生物將無法自然分解的有害化合物(例如塑膠、放射性廢料、石油等等),轉化為無害的產物。
    • 生物科技:
    • 治療癌症:利用病毒將基因插入細胞的標靶基因治療。
    • 燃料電池
    • 生物記憶模組:可以儲存資料
    • 合成基因
  • 還有可以操縱宿主行為的微生物!

 
到底是不是生物?介於生命與非生命之間:

  1. 病毒:有基因、蛋白質,也會演化,但不能新陳代謝。
  2. 轉位子:是一段基因,會複製,會移動或跳躍(從一段基因到另一段基因,或從一個細菌到另一個細菌),以自己的利益為優先。
  3. 傳染性蛋白顆粒(prion,普利昂):能在細胞或宿主生物、物種間移動。
  4. 會傳染的腫瘤細胞:只發現在袋獾身上,是一種細胞,可以傳遞到其他宿主身上。
  5. 生命與無生命的界限何在?其實大自然的狀態有點亂,難以界定這個界限。

 
以下是我覺得本書中不錯的比喻或句子:

  • 將細胞比喻成建造中的房子,蛋白質就是建築材料(結構蛋白質)、工具與工匠(酵素)。(讓人易懂的比喻)
  • 生命總是不停在穩定與變動中尋求微妙的平衡。

讀完這本書,會覺得微生物是那麼奇妙與有趣。《微生物搞怪學》,非常值得對生物好奇的讀者一讀!

 

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