web微型點子對撞機-地球上的好微生物
你可能聽過許多號稱能夠延年益壽、養顏美容,甚至是讓身體變得更健康的益生菌相關產品,例如優酪乳裡的乳酸菌可以幫助消化;2012年一份針對泰國學童的研究中,科學家發現食用比菲德氏菌的益生菌,可以降低罹患感冒的比例。在細菌這個龐大的群體中,除了有會致病的細菌外,更多的是幫助身體健康,讓自然生態環境得以穩定的細菌。本集教育電台「微型點子對撞機」,邀請到花蓮慈濟大學生科系,江湖人稱細菌人的陳俊堯老師,探討微生物在地球上所承擔的重要工作。
為能理解微生物的腳色,俊堯老師建議我們可以試著從不同的「受益者」,作為思考細菌角色的出發點。先從植物的角度來看微生物。植物的生長過程,需要用到含氮的氮肥,雖然大氣中有五分之四的氮氣,但並無法被直接吸收利用,植物必須吸收已經轉化的硝酸鹽,才能得到氮。例如在氮循環中,大氣中的氮氣,就是藉由固氮細菌將氮轉化為氨,再藉由亞硝化菌與硝化菌將氨轉化為硝酸鹽來被植物吸收利用。又例如植物需要吸收來自土壤的養分,為能促使吸收更有效率,在許多植物的根部,我們可以看到「菌根菌」與植物的共生現象。菌根菌是一種真菌,他的菌絲會穿透深入植物體內,同時菌根菌也會將他的菌絲伸出植物根外。植物根部以外的菌絲可以分解土壤中的有機物,並吸收水分、無機養分等,再送至植物體內,由植物的導管系統書送給植物各組織生長所用。因此,與菌根菌的共生,如同讓植物根部,有了更大的吸收面積。
在動物的部分,包括人在內的各種動物,也仰賴著大量與微生物的共存共榮。例如蜜蜂的腸道細菌,可以保護蜜蜂不受到寄生蟲的感染;夏威夷短尾烏賊烏賊,也是利用體內共生的費雪氏弧菌(Vibrio fischeri ),當費雪氏弧菌成長到一定數量形成菌落時,就會呈現出發光的效果,烏賊會利用這樣的發光效果,偽裝成海面上透下來的光線,來遮蔽身形輪廓以躲避捕食者;對於人類來說,我們的消化系統並無法分解纖維素,但是我們的腸子中也共生了一些能夠分解纖維素變成養分的厭氧菌。更有趣的是,在人類還是胎兒時,腸道裡幾乎是無菌的狀態,不過從生產過程開始,到出生以後所有接觸到的空氣、喝到的奶等,都會將細菌帶到嬰兒的腸內,迅速地變成嬰兒的腸道菌共存一生。
對於整體自然環境來說,微生物也扮演著分解者的角色,讓動植物等的屍體,透過微生物的分解作用,重新變成物質與能量回到大自然中,再繼續被植物吸收進入食物鏈。這些微生物不只是參與了各種生物機制的運作,更是當生命消逝時,讓一切元素重新回到物質循環,如輪迴一般的關鍵基礎。雖然我們很容易在市面上看到各種滅菌、抗菌的產品。但其實如果沒有了微生物,我們也無法維持基本生活所需,與微生物共存共榮,才是發生在所有生命體上的真實故事。
授權資訊
著作權所有
資源類型
未定義
互動形式
主動式
領域
自然科學
學習階段
高中10-12年級(五)
學習內容
BDa-Vc-1 不同的細胞具有不同的功能、形態及構造。
議題
科技教育
核心素養
B2 科技資訊與媒體素養
更新時間
2022-09-29
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