当我们想到生物多样性时,脑海中或许会浮现出郁郁葱葱的热带雨林、辽阔无垠的海洋,或者色彩斑斓的珊瑚礁。然而,令人惊讶的是,就在我们家中的浴室,竟然也存在一个生物多样性丰富的“生态系统”!
今天,跟大家分享一项于2024年10月9日发表在Frontiers上的最新的研究,揭开隐藏在浴室中的微生物世界。
这项新的研究始于一个简单好奇心:我们的家庭环境中究竟生活着哪些微生物?在我们的家中,桌子、墙壁等干燥的表面并不适合微生物的生存。那么,微生物喜欢在哪里安家呢?答案是——潮湿的地方。没错,莲蓬头和牙刷正是微生物的天堂。
此前的研究已经发现,莲蓬头和牙刷上栖息着各种各样的细菌。那么,除了这些细菌,是否还有其他的微生物存在呢?带着这个问题,科学家们展开了进一步的探索。
为了解答这个疑问,研究人员对来自多户家庭的34个牙刷和92个莲蓬头的样本进行了宏基因组测序。那么,什么是宏基因组测序呢?
简单来说,宏基因组测序是一种先进的基因组学技术,允许科学家从环境样本中直接提取和分析所有微生物的遗传物质,而无需培养每一种微生物。它就像是给整个微生物群体拍了一张“全家福”,不仅能显示微生物的种类(“谁在场”),还可以揭示它们的功能潜力(“它们在做什么”),帮助我们全面了解环境中的微生物群落。
如果把传统测序比作阅读一本书中的特定章节,那么宏基因组测序更像是在没有目录的情况下,一次性扫描整个图书馆中的所有书籍,并尝试整理这些信息。这不仅节省了时间,也让我们有机会发现那些之前未曾了解的“珍本”。
结果令人震惊:在这些样本中,总共发现了600多种噬菌体!那么,什么是噬菌体呢?
噬菌体,简单来说,就是专门感染并杀死细菌的病毒,是细菌的“天敌”。它们可以附着在细菌表面,将自己的遗传物质注入细胞内,劫持细菌的细胞机制进行自我复制,最终导致细菌细胞裂解并死亡。
更有趣的是,每个莲蓬头和牙刷上的噬菌体种类几乎都是独一无二的。也就是说,你家的莲蓬头上的微生物,与我家的可能完全不同。任何两个样本之间都很少有重叠,这意味着每个家庭的浴室都像是一座孤立的微生物“岛屿”,拥有自己独特的微生物生态系统。
这种高度的多样性让科学家们意识到,可能还有更多尚未被发现的噬菌体存在。这对于我们理解微生物生态系统,以及开发新的生物技术具有重要意义。
在众多发现的噬菌体中,研究人员特别关注一种能感染分枝杆菌的噬菌体。这类噬菌体在样本中数量较多。分枝杆菌属包括多种细菌,其中一些致病菌会引起结核病、麻风病和其他慢性肺部感染。如果我们能够深入了解这些分枝杆菌噬菌体的功能,可能有助于开发出新的方法来对抗这些致病菌。
举个例子,近年来,噬菌体疗法作为一种治疗细菌感染的替代方法,受到了越来越多的关注。对于那些对抗生素具有耐药性的细菌,噬菌体可能成为一种有效的“武器”。假如我们能够利用这些噬菌体来针对性地清除致病菌,将对医学领域产生深远的影响。
听到这里,也许你会问,家里的莲蓬头和牙刷上有这么多病毒,会不会对我们的健康产生危害呢?
其实,大可不必担心。首先,这些噬菌体是专门感染细菌的,对人类细胞并没有威胁。它们不会引起人体的疾病。其次,微生物无处不在,我们的皮肤、口腔、肠道中都生活着大量的微生物,它们与我们和谐共处,甚至对我们的健康至关重要。
虽然微生物与我们共存,但良好的卫生习惯仍然重要。这里有一些简单的建议:
一、首先,如果想要清洗莲蓬头,可以将其浸泡在醋中,帮助去除水垢和部分微生物,或者直接用普通肥皂和水清洗;
二、其次,建议每三个月更换一次牙刷,或者当刷毛出现磨损时及时更换;
三、最后,不需要使用强力的消毒剂或“抗菌牙刷”。过度消毒可能破坏微生物的平衡,反而可能促进耐抗生素细菌的产生。
通过这项研究,我们了解到,在我们看似平凡的日常环境中,隐藏着如此丰富的微生物世界。或许,正是这些微小的生命,构成了我们生活中不可或缺的一部分。下次再走进浴室时,不妨想一想:在我们看不见的角落,还蕴藏着多少未知的故事,等待我们去发现?
论文链接:
https://www.frontiersin.org/journals/microbiomes/articles/10.3389/frmbi.2024.1396560/full
本文为科普中国•创作培育计划扶持作品
作者名称:吕同舟
审核:梁前进 北京师范大学生命科学学院 教授
出品:中国科协科普部
监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司
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