一户人家里诞生了一名男婴,却被谁率先发现

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​上一节,我们介绍了微生物对于地球生态的重要性和巨大影响力。这一节,我们来一起跟随伟大科学家的脚步,看看微生物是怎么被人类发现的,又是被谁率先发现的。

第一位看到微生物的人

1632年的一天,荷兰代尔夫特市的一户人家里诞生了一名男婴,他的名字叫作安东尼·列文虎克。然而,小列文虎克的成长轨迹并不一帆风顺,5岁那年,他的父亲因病去世,母亲改嫁给了当地给了一位画家。10岁那年,画家继父也去世了,列文虎克被送到了叔叔家。16岁时,列文虎克又被送到一个卖布料的小商店里做学徒。之后,他的大部分青春时光都在这家布料店里度过。

不过,几年之后,列文虎克就离开了那家布料店,开了一家属于自己的布料店。为了经营好这家布料店,列文虎克每次都要用放大镜仔细检查布料的质量,但他发现那些放大镜没办法让他看得足够仔细,他需要一个比放大镜更高级的东西。于是,列文虎克对镜片产生了浓厚的兴趣。

白天,列文虎克经营着他的布料店,到了晚上,他就在家里磨制镜片。经过反复的实验,列文虎克研制出了一种放大效果非常强大的镜片,这是一种直径不到两毫米,表面被摩擦得非常平滑的玻璃对称透镜。这个小小的透镜被两片黄铜片和几颗螺丝固定起来,看起来和今天的显微镜完全不同,倒是像是一块门铰链。可就是这个不起眼的镜片却能实现270倍的放大倍数,而和它同时代的胡克显微镜最多也只能放大50倍。毫无疑问,列文虎克制造出了那个年代全世界最优秀的显微镜。

值得一提的是,列文虎克不仅是一位制造显微镜的专家,还是一位使用显微镜的能手。虽然他的初衷只是为了用显微镜检验布料质量,但很快他就迷上了用显微镜观察周遭的事物。通过显微镜,他观察动物的毛皮、植物的种子、苍蝇的身躯、自己的皮肤,等等。总之,身边的东西无论大小贵贱,都要被他放在显微镜下观察一番。

有一天,在好奇心的驱使下,列文虎克从他家附近的湖中,用玻璃试管取出了几滴湖水,然后放在自己的显微镜下观察,结果让他大为震惊。在显微镜下,他看到了成千上万个微小的生物,它们有的在不停上下移动,有的则一直在原地转圈。面对眼前的这些小生命,列文虎克怎么也没想到,这一滴湖水里竟然拥有一个充满生机的世界。

列文虎克把他的这次观察记录在了自己的日记本里,他写道:“根据我的判断,其中一些微小生物,甚至可能不及我在奶酪外皮上看到的最小霉点的千分之一。列文虎克口中的这些微小生物,实际上就是阿米巴原虫等单细胞真核生物。这些记录,也让列文虎克成为了世界上第一个看到微生物的人。

时间来到了1675年,这一次,列文虎克在自己的家门口外放了一把小水壶,他用水壶收集的雨水进行观测。这一次,他同样看到了形状各异的原生生物,更重要的是,列文虎克还看到了一种体型还要小得多,速度飞快无比的小生物,这个让列文虎克感到惊奇的小生物就是细菌

当列文虎克把他的这些发现成果公之于众后,很快便得到了科学界的重视。他甚至得到了当时最权威的英国皇家学会的认可,被破格提名当选为学会会员,尽管他根本不会说英语,也从未参加过学会的会议,但他凭借着超越时代的成就,依然成为了英国皇家学会最负盛名的会员之一。

1723年,90岁的列文虎克,在他的家乡荷兰代尔夫特市与世长辞,后人给他冠以了“原生动物学和细菌学之父”的美誉。不过遗憾的是,随着列文虎克的去世,人们对微生物的兴趣也逐渐消失。

这主要有两个原因:一方面,那时的人们在面对微生物的时候,更多保持着猎奇的心态,研究微生物在当时看来毫无实用价值,说白了就是没办法“变现”;另一方面,列文虎克一直保守着制造显微镜的秘密,他没有把制造显微镜的方法告诉给任何一个人,也没有人能够复制出列文虎克的显微镜,随着这些显微镜的老化、破损,或遗失,科学家也就难以再进行微生物的观察和研究了。

微生物发现大浪潮

在列文虎克逝世后,微生物学陷入了长达百年的沉寂。到了18世纪30年代,生物学家、“现代生物分类学之父”卡尔·林奈开始着手给所有的生命体进行分类,他命名了超过2000个生物分类,可在面对无以计数的微生物时,由于没有办法对它们进行有效的区分,卡尔·林奈只好把所有的微生物打包进了“混沌属”和“蠕虫门”,如今看来,这样的分类实在是太过笼统了。

到了19世纪中叶,微生物学出现了一些起色,这首先要归功于法国化学家路易·巴斯德。他在实验中发现,细菌可以让酒变味,让肉腐烂。于是,他便推断出细菌也会导致疾病。这种推断引发了不小的争议,因为当时人们的普遍看法是,肮脏的空气和物质腐烂释放的臭气是导致疾病的原因。

但巴斯德是个很有主见的人,他没有在乎这些主流的反对声音,他听说法国的丝绸业正面临着一场重大危机,因为当地的蚕身上正流行着两种疾病。直觉告诉巴斯德,这两种疾病可能与微生物有关。经过一段时间的观察实验,巴斯德果然发现,某种微生物感染了蚕的卵,才导致孵化出来的蚕染上了这两种疾病。紧接着,巴斯德把这些受到感染的蚕卵隔离开,成功遏止了疾病的传播,从而也拯救了整个法国的丝绸产业。

没过多久,一种名叫炭疽病的传染病在德国开始肆虐起来。这种炭疽病专门攻击牲畜,给当地的农场造成了不小的损失。为了攻克这种疾病,一位名叫罗伯特·科赫的德国医生开始了研究,他在感染者的身体上发现了一种名叫炭疽杆菌的细菌,他把这种细菌注射到小鼠体内,很快小鼠就死掉了,他又重复着相同的动作,结果都一样,所有被注射了炭疽杆菌的小鼠都死掉了。实验结果十分明显,疾病是这种细菌导致的。

巴斯德和科赫的这两次发现,让人们意识到了微生物的强大影响力,同时也让人们对微生物研究更加重视起来。由疾病的“细菌论”这一思路出发,研究者又陆续发现伤寒、肺结核、霍乱、淋病、麻风病、鼠疫和破伤风等疾病,都是由细菌引发的。

有意思的是,这一次微生物大发现的浪潮,刚好出现在达尔文发表《物种起源》之后没多久。根据达尔文的生物学理论,生物和生物之间都是你死我活的生存斗争,因此必须敌我分明,不存在模糊的中间地带。恰好在此时,人们发现了大量疾病是由细菌导致的,这就难免会激发起人类对微生物的敌意和恐惧。

时至今日,人们之所以会对细菌这两个字闻之色变,其实都是受到了当时的这种认知的影响。

微生物博物馆

虽然大众一直对细菌保持着厌恶和畏惧的心态,但是科学家们却没有对细菌产生偏见。随着微生物学的逐渐深入,科学家们又发现了不少“好细菌”。比如在1888年,荷兰生物学家马丁努斯·贝杰林克就发现,细菌可以固定空气中的氮元素,把它转化为成氨,为植物提供营养。后来,他又发现了一个菌种,可以促进硫元素在土壤和大气之间的循环。这些发现让科学家们意识到,尽管有一些微生物会导致疾病,但微生物的存在对于生态平衡起着至关重要的作用。

逐渐地,科学家们发现,原先那种生物之间只存在彼此争斗的观点其实根本站不住脚,寄宿在动植物体内的微生物也可以和宿主进行很好的合作,比如,生长在墙壁、树皮上的地衣是一种复合有机体,它由真菌和寄宿在其上的微藻共同组成,微藻为宿主提供营养,宿主则给微藻提供矿物质和水分。还有树根上的真菌,原先被人们误以为是寄生虫,但后来人们才发现,这些真菌并不是贪婪的寄生者,它们也可以给树木提供氮元素。

科学家给这种不同物种之间的伙伴关系起了个十分贴切的名字,叫作:共生。

为了提高大众对微生物的了解,在荷兰阿姆斯特丹的阿提斯皇家动物园里,建起了一座两层高的建筑,这是世界上第一座以微生物为主题的博物馆。值得一提的是,这座微生物博物馆距离列文虎克的家乡代尔夫特,仅有64公里的距离。在博物馆的入口处,还摆放着一个列文虎克显微镜,以纪念他在微生物学方面不可磨灭的功绩。

在这座博物馆里,你可以通过一排排的显微镜,去观察五彩斑斓的微生物世界,甚至还能通过相机扫瞄,看到自己身体不同部位上的微生物状况。博物馆中甚至还展出了超级放大版的微生物模型,让人们可以最直观、最清晰的看到微生物的形态。

不过,尽管如今的我们对于微生物的了解已经远远超过了列文虎克和达尔文的那个时代,但事实上,我们也只是窥探到了微生物的冰山一角。正如法裔美国微生物学家勒内·杜博说的那样,“人类目前识别出的细菌只是全部微生物中很小的一部分,也不是最重要的一部分。”而剩下的99%的微生物由于尚且无法在实验室中培育生存,所以还不能被我们真正认识到。

虽然杜博的预言听上去很夸张,但很可能是正确的,因为哪怕是在我们研究得最透彻的微生物栖息地——人类的口腔,也在不断发现出新的、远超当前认知范围的细菌。

所以,对人类而言,等待我们去探索的除了宇宙中的星辰大海,还有微生物世界的斑斓万象。

标签: 生物 细菌 显微镜 科学 布料

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