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sky6登录·我们身体只有10%是人类,90%是别的生物,若消灭它们,人类会灭绝

2020-01-11 11:31:00|阅读量:3777

sky6登录·我们身体只有10%是人类,90%是别的生物,若消灭它们,人类会灭绝

sky6登录,在谈到人类进化史的问题时,我们总是有一个疑问,为什么细菌至今还是细菌并没有进化呢?今天,我们就来讲一讲细菌的历史。

第一:地球的编年史

地球上生命的真正大爆发始于6亿年前的寒武纪,称之为“寒武纪生命大爆发”,但是,早在35亿年前至37亿年前,地球上就已经出现生命了,也就是说在长达30多亿年的时间里,地球上的生命都是细菌。

地球的编年史可以分为宙、代和纪,我们现在正处于显生宙、新生代、第四纪。

冥古宙时期的地球,就像今天的金星,到处都是炙热的岩石

地球和月球形成的初期,是地球的岩浆慢慢冷却的时期,这段地质时期称之为冥古宙(45亿年前至40亿年前);冥古宙之后是太古宙(40亿前至25亿年前),生命出现于太古宙,太古宙的生命主要是细菌;太古宙之后的年代是元古宙,元古宙始于25亿年前,结束于5亿年前。元古宙的末期出现了埃迪卡拉纪生命大爆发,埃迪卡拉纪开始于6.3亿年前,在埃迪卡拉纪,地球上出现了最早的多细胞动物,但是,现在地球上所有的哺乳动物与埃迪卡拉纪的生命是没有多少关系的。现在的高等生物都与寒武纪时期的生命有关,称之为“寒武纪生命大爆发”,寒武纪生命大爆发开始于5亿年前。寒武纪生命大爆发事件出现以后,地球的历史进入到显生宙,我们现在就处于显生宙。

寒武纪时期的生物化石

寒武纪突然出现的生命大爆发,让达尔文也感到非常困惑,我们一般认为演化是循序渐进的、漫长的,生命突然出现大爆发,能够有利地驳斥进化论。不过,现在科学家已经找到很多的证据和理由来解释这一时期的生命大爆发事件。

第二:地球上最普遍的生命形式仍然是细菌

严格来讲,微生物与细菌是不能划等号的,地球上的生物分为两大总界,即原核生物和真核生物。没有细胞核的单细胞生物称之为原核生物,我们常说的细菌就是原核生物,但原核生物不仅仅包括细菌,还有蓝藻和原始细菌。植物、动物都是真核生物,真核生物的细胞有细胞核,dna就在细胞核里面。

生活在温泉附近的古菌,把水都染上颜色了

微生物是指肉眼看不到的生物,必须借助于显微镜才能看到,细菌、真菌都属于微生物,甚至一些单细胞动物也属于微生物。所以,微生物和细菌是两个不同的概念。

人类发明了显微镜之后,才发现地球上有大量的微生物、细菌。

地球在太古宙(40亿前至25亿年前)是细菌的世界,但是,细菌也在进化,最开始的时候,细菌是从海洋的底部或者火山口汲取能量,是吃地球表面的化学物质的,当然,也有一些细菌开始吃别的细菌,获得能量。如果进化只停留在这一步,那么,我们的地球仍然是细菌的世界。大约在35亿年前,地球上的一些细菌,开始依靠阳光获得能量,有了光合作用的能力,这些细菌是现代植物的祖先。

地球上现存的古菌,即原始细菌

细菌在后来为什么会发展为多细胞生物呢?这与生物的共生现象有关。我们在生物的宏观世界里,经常看到共生现象,例如,鸟类当中存在“巢寄生”现象,一些鸟类喜欢将自己的蛋产在其他鸟类的巢中,让别的鸟孵化自己的后代;蜜蜂与被子植物也是一种共生关系,蜜蜂能够为植物的花朵授粉,而植物则为蜜蜂贡献了花蜜。共生有的时候是互惠的,有的时候则是一方获益,另一方没有得到任何好处,但是,都是以不伤害对方为前提的,不能影响对方的生存,否则,这种共生关系就会被自然选择所淘汰,大杜鹃喜欢将自己的蛋产在灰喜鹊的巢中,灰喜鹊抚育了大杜鹃的后代,并没有得到任何好处,甚至还伤害了自己的后代,但是,大杜鹃的这种寄生行为,不能影响到整个灰喜鹊物种的生存。

我们理解了宏观世界的共生行为,就不难理解细菌之间的合作,细菌之间相互共生,会使得两个独立的物种演化为一个新物种,当然,蜜蜂与植物的合作则不可能诞生出一种称之为蜜蜂—植物的新物种,因为多细胞生物的两个物种根本无法交换遗传信息,除非人类运用转基因技术,才会使得两个独立的多细胞生物发生遗传信息的交换。

蜜蜂与植物

细菌的繁殖方式非常灵活,细菌既可以与周围的邻居交换遗传信息,也可以与自己的父辈和子孙后代交换遗传信息,细菌的变异速度非常快。人类很难消灭一种细菌,但是,我们却很容易造成一个多细胞动物的灭绝。正因为细菌有这种遗传优势,所以,并不是所有的细菌都需要进化为多细胞生物,细菌仍然广泛地存在于地球上,并且是这个地球上最普遍的生命形式,细菌无处不在,是地球上所有生物中数量最多的一类生物。因此,绝大多数的细菌都不需要进化,进化的只是少数。

前文已经说了,多细胞生物的出现其实与细菌的共生关系有关,科学家认为两个细菌之间的共生,融合为了一个新的物种,为了达到共生,两个细菌必须形成细胞核,这种共生关系为真核生物的出现奠定了基础。这种说法的证据在哪里呢?某些真核生物的叶绿体和线粒体具有独立的dna,真核生物细胞内部的叶绿体来源于蓝藻,而线粒体则来源于其他一些细菌,说明在最开始的时候,两个细菌之间的共生,创造了一个新的物种,地球上最早的真核生物很有可能就是藻类。

显微镜下的蓝藻,蓝藻是一种细菌

细菌交换遗传信息的方式比较灵活,但是繁殖方式却不复杂,细菌的繁殖只是在克隆,细菌繁殖是简单的分裂,每一个子代都是父代的克隆。真核生物的繁殖,是两个亲代之间相互融合自己的遗传信息,人类生儿育女,就是子代融合了父母双方的dna,这串新的dna包含了父母双方的基因。正因为真核生物繁殖方式比细菌复杂,所以,进化的速度才逐步被加快,这就是“寒武纪生命大爆发”出现的原因。

第三:人体与细菌

在前文中,我们解释了从细菌到藻类(真核生物)的进化过程,解释了共生的重要性,接下来,我们就要讨论细菌在当今的地球上是如何生存的。

我们走到野外,会觉得地球上数量最多的生物是昆虫、鸟类或者是哺乳动物,而如果我们用显微镜观察微观世界,则会发现地球上数量最多的生物,其实是细菌,从某种程度上来说,地球上最普遍、最主要的生命形式仍然是细菌,细菌具有多细胞生物所不具备的优势。

地球上最多的物种,其实不是多细胞动物

人体身上有很多的微生物,这些微生物有细菌、真菌、古菌和病毒,对于微生物而言,人类的身体就像一个森林,它们在这里生活,如同一个生态系统,称之为“人类微生物群系”。

人类的身上有多少细菌呢?我们人体身上的细胞才是真正属于人类的,这些细胞组成了人类,人类是一个多细胞生物,但是,我们的身体上面还有很多的细菌,细菌与细胞的比例达到了3比1,也就是说我们的身体有75%属于细菌。也有的科学家指出,如果算上真菌、古菌和病毒,这一比例则达到了90%,也就是说我们的身体有90%是微生物,只有10%是人类。当然,随着生物学发展,这些数据都会被重新改写,这里的75%与90%都是粗略的估计,但不论怎样,我们的身体绝大部分都是属于微生物和细菌的,而不是属于人类自身的。

人体身上到处都是细菌

我们的身体是由无数的细胞组成的,这些细胞是有分工的,但是,为什么我们不把多细胞动物身上的细胞也视为细菌呢?因为细胞之间的共生关系已经是处于非常密切的合作关系之中了,它们再也不是独立的生物体了,而是共同组成了一个新的生物体。人体身上有无数个细胞,但是,只有生殖细胞有繁殖的机会,人体的生殖细胞就是精子和卵子,这两个细胞整天“无所事事”,它们的任务就是繁殖,而人体身上的体细胞,如骨骼细胞、血液细胞、皮肤的表皮细胞等等每天则是“累死累活”,非常的忙,需要供养生殖细胞,为什么体细胞能够容忍生殖细胞整天“无所事事”呢?因为体细胞和生殖细胞的分工是不同的,体细胞自己不需要繁殖,它们把遗传信息共享了,交给了生殖细胞。

在人体细胞的“外围”则是无数的微生物,它们没有与人体的细胞融为一体,而是单独的生物体,但是,这些“外围”的、单独的生物体与人体的细胞,共享着人类身体这个生态系统。

细菌并不都是“寄生虫”,它们不是寄生在人体上,大部分的细菌与人体是共生的,这种共生关系,有的时候还是互惠的,也就是说我们的身体离不开细菌。我们人类一旦消灭了这些细菌,我们自身也会灭亡。

我们的身体,第一道防线当然是皮肤的表皮细胞,然而,在皮肤的上面还生活着大量的细菌,这些细菌有葡萄球菌、绿脓杆菌、丙酸杆菌等等,这些细菌是人体皮肤这个生态系统中的正常细菌群落,它们对外来的微生物有排斥作用,也参与了人体的免疫和皮肤的自我净化作用。所以,我们人类洗澡、洗手既不能太频繁,也不能一次都不洗,现在的肥皂、沐浴露都是化工产品,洗得太频繁,容易破坏皮肤的正常菌群,导致皮肤“生态系统”的恶化,皮肤上一点细菌都没有了或者说正常的菌群大幅度减少,反而更容易遭受外来微生物和病毒的入侵,当然,也不能一次都不洗,细菌喜欢在温暖潮湿的环境中生存,经常不洗澡、不洗手,细菌会变多,有的细菌数量变多了以后,对人体是有伤害的,并且入侵人体的其他部位。

人体皮肤表面比较常见金黄色葡萄球菌

人体身上正常的菌群,为什么会帮助人体排斥外来的微生物和病毒呢?微生物想要在人体身上生存,首先需要营养,正常菌群已经“占山为王”、“称霸”了,外来的微生物来到这里,会处于营养上的弱势地位,它们根本无法生存,正常的菌群还会改变皮肤表面的环境,使得这里的环境更适合自己生存,外来的微生物初来乍到,会发现这里的环境不适合自己。关于这一点,我们在宏观生物世界里也能看到类似的现象。此外,人体正常的菌群还会产生天然的抗生素,这些抗生素能够抑制外来细菌的生长。

当然,正常的菌群也不是对人体毫无伤害,它们毕竟不是人体的细胞,而是外围的、单独的生物体,它们并不总是友好的,但是,因为我们人类长期与这些细菌接触,已经产生免疫力了,整个生态系统处于平衡的状态,相对于外来的微生物而言,这些正常的菌群只要处于生态平衡的状态,并不会对人体产生重大的伤害作用。

人体内部还有一些细菌参与了人体的新陈代谢,这部分细菌绝大多数位于人体的肠道内,消化从本质上来讲,就是分解食物,微生物在肠道内能够帮助人类消化。我们吃的面包、馒头都是经过发酵的,酵母菌是一类真菌,我们喝的酸奶,里面有乳酸菌。乳酸菌和酵母菌能够帮助人类消化,所以,经过细菌和真菌腐蚀的食物是有利于消化的,绝对干净的、无菌的食物是不存在的,我们人类不能追求绝对无菌。当然,酵母菌和乳酸菌都是外来的微生物。在我们的消化道内,还存在大量土生土长的细菌,这些细菌也在帮助人类分解食物,当我们的消化道处于健康状态时,消化道菌群能够保护人体,数量处于稳定状态,它们能够促进蛋白质、氨基酸和维生素等营养物质的合成。肠道内也有一些细菌对人体是有害的,例如大肠杆菌对人体具有致病作用,但只要数量处于稳定状态,就不会有伤害人体。

人类吃的很多食物实际上都被细菌吃过了

有生物的地方就有细菌,我们的消化道内之所以存在大量的细菌,就是因为我们不断从外界摄入营养和能量,这里是营养和能量的天堂,为细菌提供了生存的场所,我们每天摄入的营养和能量并不会全部供养我们自己,我们要贡献一部分给细菌。

因为细菌大量存在于消化道内,所以,它们也会随着粪便排出体外,它们在粪便上也会生存一段时间。既然,消化道内的正常菌群是无害的,那么,它们随着粪便到了体外,为什么粪便是非常脏的呢?为什么人类不能过多接触自己的粪便呢?细菌在消化道内是无害的,到了人体的另外一个地方,就是有害的,人类的粪便上有数以亿计的大肠杆菌,这些大肠杆菌一旦侵入人体的泌尿系统则会引起感染。在长期的进化过程中,人类其实已经认识到这一点了,我们的身体会本能地排斥与粪便有关的气味,这就是为了避免肠道内部的正常菌群侵入人体的其他部位。

大肠杆菌

与此同时,我们人体内部的一些器官是处于无机菌状态的,这里不欢迎细菌,偶然有正常的菌群来到了这里,我们的人体自身会产生免疫力,对付这些细菌。但如果有大量的细菌侵入,超出了人体的免疫系统的应付能力,就需要有抗生素的帮助了,所以,正常菌群是无害的,并不是说这些细菌不管走到哪里都是无害的,也不是说人类要放弃抗生素,让细菌在人体身上自由自在的生长,事实上正因为人类发明了抗生素,才使得人类的寿命大大延长了,我们需要注意的是不能滥用抗生素。

人类第一次大规模接触微生物,始于婴儿期,人类在以前认为母乳是无菌的,后来,随着显微镜技术的发展,发现母乳当中也有大量的细菌,母乳当中的微生物和细菌共同组成了“母乳微生物群”,用母乳喂养婴儿是有好处的,婴儿能够接触到人体正常的菌群,正常的菌群可以排斥外来的微生物,并且能够使得婴儿的免疫系统处于稳定状态。所以,人类在抚养婴儿的时候,也不能追求绝对无菌的环境,绝对无菌反而是有害的,但也不能不注意卫生,让细菌肆意在婴儿的身上生长。

孕妇

因为细菌仍然有优势,所以,它们当中的绝大部分仍然是细菌,不需要进化为真核生物和多细胞生物。对于细菌来说,我们人类才是奇怪的生物,我们人类之所以认为自己是高等生物,是因为我们用多细胞生物和人类自身的生存方式来看待细菌,认为细菌是低等生物。对于细菌来说,它们也许会认为人类这种多细胞生物才是最奇怪的,多细胞生物每天累死累活从外界摄入大量的营养和能量,最后却要贡献一部分的营养和能量给细菌,细菌相当于不劳而获,我们人类自认为自己的身体属于自己,其实有75%是属于细菌的,90%是属于微生物的,这种状态,对于细菌来说,人类难道不是最奇怪的生物吗?

综上所述,我们的地球,其实还是细菌的世界,地球上数量最多的生物仍然是细菌,细菌在地球上已经生活了37亿年的时间了,而我们人类这样的多细胞生物,在地球上不过存在了5至6亿年的时间。地球是细菌的世界,我们的人体也是细菌的世界,我们要学会与细菌和平相处,而不要总是想方设法消灭它们。

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