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細菌也會和其他物種一樣滅絕嗎?

通常我們定義地球的年齡是45.5億年,這個星球經歷了很長一段時間的動蕩後,現存動物估計有1000萬至1400萬種,但在地球的長期進化歷史中,至少有50億種動物在地球上出現過。

據世界《紅皮書》統計,20世紀有110個種和亞種的哺乳動物以及139種和亞種的鳥類在地球上消失了。世界上已有593種鳥、400多種獸、209種兩棲爬行動物1000多種高等植物瀕於滅絕。

「滅絕」,我們第一個聯想到的就是恐龍,然而,地球上的另一種生命——細菌,也以驚人的滅絕速度消失,但是因為它們處於微觀世界,往往被我們忽略!

隨著近年來關於滅絕和全球氣候災害的討論越來越多,不禁讓我們陷入思考 :細菌會滅絕嗎?

關於細菌

在過去的35億年里,細菌一直是地球生命的一部分。雖然細菌在20億年前才開始廣泛分布,但現在的細菌已經佔據了地球上所有可用的生態區,包括我們所知的一些最極端和最難以接近的環境,例如火山溫泉和極寒地區。

細菌種類很多,多到我們難以想像!在實驗室我們人類只培育了1萬種微生物,也只對10萬種細菌進行徹底研究。但根據一項新的研究表明,地球上存在的細菌種類大約有1萬億種。這個數字幾乎是不可能概念化的,尤其是就物種數量而言。

據估計有1至2百萬種動物和大約40萬種植物,這兩種生物的數量看起來都很可觀,但與細菌相比,它們就微不足道了。

為什麼細菌的生命比地球上其他類型的生命更加多樣化?

雖然,它們已經存在了很長時間,但這並不能解釋他們種類數量巨大的原因。經過我們不懈的研究,其原因才慢慢被我們了解。細菌的結構相對簡單,所以它們有很強的進化能力。

在細菌世界裡有相當多的基因交換,交換對象非常廣泛,即使是來自遠親的生物體基因也可以參與交換,所以細菌的基因組成可以相當快速地進行變異和改變。

在同一個個體中,細菌染色體上的結構可以通過轉座子的作用重新排列基因,使細菌種類的迅速多樣化。

細菌

正是因為這個「技能」,細菌成為現代醫學的主要問題之一。自從20世紀我們發現抗生素後,細菌的耐藥性一直在上升,就是因為細菌能夠如此迅速地適應和進化,它們通常能夠在數年內克服已知抗生素的影響,導致藥物失效。

細菌滅絕

在很長一段時間裡,大多數研究人員認為,細菌並沒有滅絕,這完全是基於它們數量龐大、遍布全球的繁殖能力,以及在這種極端條件下生存的能力。

要消滅地球表面的一種細菌,其災難的規模實在是太大了。畢竟,人類已經證明細菌在無數個冰河時代存活了下來,當時幾乎所有其他形式的生命都枯萎或完全滅絕了。

不僅如此,鑒於它們的微觀尺寸和缺乏石化的能力,要證明一個已經滅絕的細菌物種的存在是困難的。

儘管如此,由於基因測序技術的進步,讓我們對細菌進化有了更清晰的認識。我們對將近45萬種不同種類的細菌進行測序,然後將這些數據與其他50多個細菌研究的信息相結合,創造了歷史上最全面的細菌生命樹。

根據進化樹中的空白區域,我們推算許多細菌物種在地球上生存了35億年後就開始滅絕了。

簡單來說,任何遺傳密碼中都有遺傳標記,而特定遺傳標記的缺失或存在可以表示物種之間的相關性。

通過對近50萬種細菌進行基因編碼,我們就能看到一幅完整的圖景。想像一下,把5000塊拼圖拼在一起,但只完成了圖片的15%。我們可能無法看到所有的細節,但能夠猜測完整的畫面是什麼樣的。

基因編碼

通過這種類型的研究,缺失的基因信息的和沒有丟失的基因信息一樣具有重要意義。

儘管這些發現是最近才有的,而且我們對細菌種類的測序一直在進行,但我們還是相信,細菌和動物植物一樣,數十億種細菌種類已經在地球上來來去去。

早期認為細菌對大規模滅絕事件有部分免疫力的觀點可能是正確的,但這並不意味著它們永遠不會滅絕。

事實上,由於它們快速的進化和適應,我們認為,大多數細菌滅絕都是來自物種間「物競天擇」的結果。細菌的傳播和佔領是霸道殘忍的,所以完全消滅與之競爭的細菌也不是不可能的。

物競天擇

細菌可以死而復生嗎?

隨著氣候變化的加劇和冰層的融化,殭屍細菌的概念已經成為一個新的熱門話題。人們一直擔心,隨著永凍層的融化,「早已死亡」的微生物可能會「復活」,從而感染人類,導致一場大規模的且沒有準備的流行病。

這種擔憂會實現嗎?

細菌存在「死而復生」的現象。當細菌缺乏生活資源時,會停止光合作用或代謝過程,然後經歷一段時間的休眠,細胞就會「停止」,看起來就像死了一樣。

但是當硝酸鹽或其他能源可用時可以「恢復生命」,通常在48小時內恢復正常的細胞分裂模式。

但是,有復生能力的殭屍細菌是不可能爆發形成《生化危機》中的世界災難的。

真實的案例,當那些死於1918年流感疫情的人的身體被從永久凍土中挖出時發現,細菌的細胞完全死亡,天花病毒也是同樣的情況。

可見人類身體中的細菌,當人類死亡後,並不能存活很久,因為這類細菌只能在人體中存活,但是在環境惡劣的永凍層中生活數百年,對它們來說「太難了」。


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