微生物在「全球大搬家」 人類活動「功」不可沒

隨著城市化和高強度集約化農業的發展，人類正以前所未有的速度和規模改變著微生物的全球遷徙和分布。9月15日，美國《科學》雜誌刊登了中國科學院城市環境研究所及其國際團隊的一篇論文，系統闡述了微生物通過人與動物、污水及其他物質的流通在全球範圍的遷徙及其環境與生態效應。（歡迎關注Science微信號：bioeg_cn）

文章指出，污水的處理促進了微生物和微生物攜帶基因的共同擴散。全球約有359000平方公里的耕地依賴城市污水的灌溉，而80%的污水都只經過了簡單處理甚至沒有處理。廢水含有高密度的微生物和可交換的基因，及大量化學污染物，包括金屬、抗生素和消毒劑。細菌和化學污染物的共同遷移使細菌能夠在新的環境中，通過突變和基因橫向轉移等獲得適應性優勢，主動地響應逐漸變化的環境。

人和動物在世界範圍內的空前流動，導致了微生物的流動和部分微生物的富集。人和農業牲畜所含的生物量是野生陸地哺乳動物的35倍。因此腸道微生物主要是來自人類、牛、羊、豬和雞等。每年高達12億人次的國際旅遊促進了腸道微生物的分布，抗性基因的和細菌克隆子的洲際擴散也證明了這一現象。

物質的流動同樣也促進了微生物的擴散。航運的壓載水可使不同微生物在全球範圍內流動。人類活動導致的土、沙、石的移動遠高於所有自然過程。由於每克土壤含有高達10億個微生物，因此水土流失可導致大量細菌的流動，且可能會影響人類的健康，威脅農業的可持續生產。

科研人員認為，環境中與人類和動物健康相關的一些基因的分布是目前研究的一個優先領域，特別人類活動帶來的選擇壓力下的抗性基因。微生物對生態功能所起的重要作用是肉眼無法察覺的，如果忽略微生物的作用，將會給人類帶來災難。

據了解，數十億年來，微生物及其所攜帶的基因主要在空氣和水的自然驅動下發生遷移。然而在過去100年中，人們通過廢棄物排放、旅遊、全球運輸以及改變微生物定殖點選擇壓力等，將大量微生物及其基因帶入新的環境，逐漸改變了原來微生物的動態變化。

來源：科學網

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