研究人员呼吁保护通常被忽视的微小生物,而保护主义者正在倾听这一声音。
2025年10月6日
在众多珊瑚礁白化和穿山甲遭盗猎的背景下,呼吁保护肉眼不可见的物种似乎显得不合时宜。但上个月,全球最大的国际保护组织正是这样做的。
9月12日,国际自然保护联盟(IUCN)宣布成立“微生物保护专家组”,这是一个由科学家、保护主义者和志愿者组成的特别工作组,旨在守护地球的微生物多样性。
专家组成员表示,微生物对维持地球生命至关重要,若在保护个别物种或栖息地时不考虑其所依赖的微生物,将是徒劳之举。“没有微生物,就谈不上保护,”新专家组成员、阿卜杜拉国王科技大学微生物学家拉奎尔·佩克索托说道。微生物是细菌、真菌、病毒及其他微小生命形式的统称,潜伏于从海洋最深处到你皮肤表面的每个角落。科学家估计,微生物物种数量在1万亿至100万亿之间。尽管有些微生物(如引发COVID-19的病毒和导致脚气的真菌)我们或可无需依赖,但更多微生物不可或缺。
微型藻类和蓝细菌产生的氧气超过陆地所有植物的总和。细菌和微型真菌通过将氮转化为植物可利用的形式来肥沃土壤,并分解有机物质。你的体内任何时候都存在约30万亿微生物细胞,支持着从免疫系统到心理健康的一切功能。毫不夸张地说,微生物对地球上所有生命都必不可少。
研究表明,工业化、栖息地丧失、气候变化、抗生素滥用和污染正导致地球微生物多样性以前所未有的速度下降。这种衰退已明确对人类、动物及我们赖以生存的生态系统健康产生负面影响。那么,该如何应对?
生活在开阔海洋中的单细胞蓝细菌原绿球藻在调节大气中二氧化碳和氧气水平方面发挥重要作用。
(显微照片由克莱尔·丁拍摄,科学图片库提供)
在最近发表于《自然·微生物学》期刊的论文中,佩克索托及其专家组成员提出了实用方案,包括建立微生物库(可类比斯瓦尔巴全球种子库,但用于微生物)、保护自然微生物栖息地,以及为濒危人类、动物和生态系统开发益生菌增强剂。
微生物保护呼吁历来稀少。“微生物是生态系统的基础,却因技术限制、对其结构与功能复杂性的认知不足,以及对可见事物的偏见而在保护工作中被严重忽视,”加州州立大学圣马科斯分校微生物学家埃琳·贝克特(非新专家组成员)表示。
斯克里普斯海洋研究所微生物生态学家、新专家组成员杰克·吉尔伯特指出,正因如此,说服传统保护主义者在决策中考虑微生物一直很困难。但他说,尽管此次最初存在一些怀疑,许多保护主义者现已支持该专家组,因其工作最终将助力珊瑚礁、穿山甲等保护。
以下是专家组认为值得拯救的五种微生物实例——它们面临的威胁及失去它们可能导致崩溃的生态系统。
原绿球藻守护开阔海洋
在开阔海洋中,数万亿名为原绿球藻的细菌吸收二氧化碳、产生氧气,并滋养着从蓝鲸到蓝鳍金枪鱼赖以生存的海洋食物网。吉尔伯特表示,原绿球藻对海洋变暖、酸化和营养变化极为敏感,若气候变化持续不受控制,这些关键细菌及其支持的生态系统将面临严重危机。
太平洋加罗林岛附近的鹿角珊瑚在2015-2016年暖化事件中大部分死亡后已恢复生机。维持珊瑚有益微生物(BMCs)的种群对珊瑚健康至关重要。
(恩里克·萨拉摄影,国家地理图像收藏)
珊瑚礁需两类微生物生存
从浅海到暮光带边缘,珊瑚礁依靠共生微生物维持自身。确保其生存的微生物是虫黄藻(俗称),这类微型藻类通过光合作用为珊瑚提供必需能量,以换取安全栖息地。另一特殊微生物群组称为珊瑚有益微生物(BMCs),可抵抗病原体、帮助珊瑚吸收养分并降解对珊瑚有毒的化合物。
海洋温度上升、污染和疾病可能导致珊瑚将共生微生物排出体外,这种现象称为珊瑚白化。热浪前或期间施用益生菌增强剂可减轻此类死亡事件的严重性。
若无这些微生物,我们熟知的珊瑚礁将变成苍白无生命的岩堆。至少25%的海洋生物依赖珊瑚礁生存。珊瑚礁还能保护海岸线免受风暴侵袭,并为我们食用的鱼类提供育苗栖息地。
鞘微蓝细菌构建沙漠与草原
地球沙漠和草原的实际维系者是一类名为鞘微蓝细菌的细菌。尽管其名听起来像性传播疾病,但它实为一种蓝细菌,能防止干燥环境中土壤干裂并被风雨侵蚀。
鉴于此类环境覆盖地球约40%的陆地面积,这些细菌是我们与巨型沙尘暴及广泛荒漠化之间的唯一屏障。尽管鞘微蓝细菌仍是地球上最丰富的陆地蓝细菌之一,但正面临工业农业和干旱的威胁。
人体内含有数万亿微生物细胞。仅口腔微生物组就包含600多种已识别物种,可能还有更多未命名物种。
(马丁·奥格格里显微照片,国家地理图像收藏)
众微生物维系人体健康
我们体内包含数百万年来共同进化的大量微生物。消化道中的微生物帮助分解复杂纤维、维持保护胃部免受酸和消化酶侵蚀的黏液层、合成并吸收多种维生素等。
遗憾的是,超加工食品、低纤维饮食、抗生素滥用及自然环境接触减少已降低了肠道微生物组多样性。这种多样性丧失与炎症性疾病、自身免疫疾病、过敏、肥胖及2型糖尿病风险升高相关。
放线菌充实药柜
一类名为放线菌的细菌贡献了人类历史上最重要的药物。这些细菌用于制造抗生素、免疫抑制剂及工业酶。在实验室外,放线菌还通过分解几丁质等难降解分子、循环养分、固氮及抵御植物病原体来保持土壤健康。它们还赋予健康土壤特有的“泥土”芳香。
集约化农业、土地退化、污染和气候压力正威胁着放线菌——人类既需其用于农业,也需其开发新型抗生素。吉尔伯特表示,保护未受人类活动影响的土地及实验室中精心保藏的放线菌样本至关重要。
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