别只保护大熊猫和穿山甲,国际自然保护联盟成立专家小组决定拯救这些濒危微生物!
眼下,珊瑚礁大面积白化、穿山甲惨遭盗猎的消息不断传来,在这样的背景下,呼吁保护那些肉眼都看不见的物种,似乎显得有些不合时宜。但就在上个月,全球规模最大的国际环保组织,偏偏将目光投向了这类微小生命。
9月12日,国际自然保护联盟(IUCN)正式宣布,已组建 “微生物保护专家小组”。这个小组汇聚了科学家、环保工作者与志愿者,核心使命便是守护地球的微生物多样性。
该小组成员强调,微生物对维系地球生命至关重要,要是在保护单个物种或栖息地时,忽略了它们所依赖的微生物,那么所有保护努力都将付诸东流。“没有微生物,就谈不上真正的生态保护。” 拉奎尔・佩肖托(Raquel Peixoto)如是说道。她不仅是阿卜杜拉国王科技大学的微生物学家,也是这个新成立小组的成员之一。
微生物是一个宽泛的统称,涵盖了细菌、真菌、病毒以及其他各类微小生命体。它们的身影无处不在—— 从海洋最幽深的海底,到我们每个人的皮肤表面,都能找到它们的踪迹。
科学家估算,全球微生物物种数量介于 1 万亿到 100 万亿之间。虽说有些微生物对人类而言并非必需,比如引发新冠肺炎的病毒、导致脚气的真菌,但对人类生存不可或缺的微生物,数量却多到难以想象。
微藻与蓝细菌产生的氧气量,比陆地上所有植物加起来还要多。细菌和微小真菌能改善土壤状况:它们会将氮元素转化成利于植物生长的形态,同时分解有机物质。无论何时,人体内都约有 30 万亿个微生物细胞,它们为人体免疫系统正常运转、心理健康维护等诸多方面提供支持。毫不夸张地说,微生物是地球所有生命得以存在的必要前提。
研究表明,工业化推进、栖息地消失、气候变化、抗生素滥用以及环境污染等因素,正导致全球微生物多样性以史无前例的速度减少。而这种减少,已经对人类、动物的健康,以及我们赖以生存的生态系统造成了负面影响。
那么,面对这一问题,我们该采取哪些行动呢?
在近期发表于《自然-微生物学》(Nature Microbiology)期刊的一篇论文中,佩肖托与小组其他成员提出了切实可行的解决办法,包括建立微生物生物库,保护天然的微生物栖息地,以及为濒危的人类群体、动物和生态系统研发益生菌增强剂。
一直以来,呼吁保护微生物的声音都十分稀少。“微生物是生态系统的基础,但由于技术条件有限、人们对其结构和功能的复杂性认知不足,再加上大家更倾向于关注肉眼能看到的事物,所以它们在环保工作中始终被严重忽视。” 埃琳・贝克特(Elinne Becket)说道。她是加州州立大学圣马科斯分校的微生物学家,并未加入这个新小组。
杰克・吉尔伯特(Jack Gilbert)指出,正因为如此,长期以来,想要说服传统环保人士在制定保护决策时考虑微生物因素,难度都很大。吉尔伯特是斯克里普斯海洋研究所的微生物生态学家,同时也是新小组的成员。
他表示,虽然起初有人对这个小组的成立持怀疑态度,但如今不少环保人士已经明确表达了支持—— 因为这个小组的工作,最终会帮助他们更好地保护珊瑚礁、穿山甲等物种。
以下是该小组认为值得重点保护的 5 类微生物,以及它们面临的威胁、一旦消失可能崩塌的生态系统:
原绿球藻:开阔海域的 “守护者”
在广阔的开阔海域中,数以万亿计的原绿球藻(Prochlorococcus)发挥着关键作用:它们吸收二氧化碳、制造氧气,还为开阔海域的食物网提供能量—— 从蓝鲸到蓝鳍金枪鱼,各类海洋生物的生存都离不开这个食物网。
吉尔伯特表示,原绿球藻对海洋变暖、海水酸化以及营养物质变化极为敏感;如果气候变化继续无节制地发展,这些至关重要的细菌及其支撑的生态系统,都将陷入严重危机。
两种关键微生物:珊瑚礁的 “生存命脉”
从浅海区域到微光带边缘,珊瑚礁的生存离不开共生微生物的帮助。其中,共生藻科(Symbiodiniaceae)是保障珊瑚礁存活的核心微生物之一。这种微藻通过光合作用产生能量,并将能量提供给珊瑚;作为交换,珊瑚会为微藻提供安全的生存环境。另一类特殊的微生物被称为“珊瑚有益微生物”(Beneficial Microorganisms for Corals, BMCs),它们能对抗病原体、帮助珊瑚吸收营养,还能分解对珊瑚有毒的化合物。
海洋温度升高、环境污染以及疾病侵袭,会导致珊瑚将体内的共生微生物排出体外,这一现象就是人们常说的“珊瑚白化”(coral bleaching)。如果在热浪来临前或热浪期间,给珊瑚施用益生菌增强剂,就能降低珊瑚大规模死亡的严重程度。
要是失去了这些微生物,我们熟悉且珍视的珊瑚礁,就会变成苍白、毫无生机的岩石堆。至少有 25% 的海洋生物依赖珊瑚礁生存;除此之外,珊瑚礁还能保护海岸线免受风暴冲击,并为我们日常食用的鱼类提供育苗场所。
具鞘微鞘藻:沙漠与草原的 “建造者”
地球的沙漠和草原,实际上是靠一类名为具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)的细菌 “维系” 起来的。虽然这个名字听起来像是某种性病,但它其实是一种蓝细菌——在干旱环境中,它能防止土壤变得干燥,还能避免土壤被风雨冲刷流失。
这类干旱环境覆盖了地球约40%的陆地表面,而具鞘微鞘藻正是阻止大规模沙尘暴和大范围沙漠化的关键。尽管具鞘微鞘藻目前仍是地球上数量最丰富的陆生蓝细菌之一,但它们正面临着工业化农业发展和干旱天气的威胁。
多样微生物:人体健康的 “隐形帮手”
人体内生存着大量微生物,它们已经和人类共同进化了数百万年。其中,消化道内的微生物能帮助人体分解复杂的纤维、维持保护胃黏膜的黏液层(避免胃黏膜受到胃酸和消化酶的损伤)、合成并吸收多种维生素,它们的作用远不止这些。
可惜的是,人类当下过度加工、低纤维的饮食结构、抗生素的滥用,以及与自然环境接触的减少,已经导致肠道微生物群的多样性不断下降。这种多样性的丧失,与炎症性疾病、自身免疫性疾病、过敏、肥胖以及糖尿病的高发病风险密切相关。
放线菌:人类药柜的 “补给者”
放线菌(Actinomycetes)这类细菌,为人类贡献了历史上多款重要药物,包括抗生素、免疫抑制剂,还有工业生产中使用的酶。而在实验室之外,放线菌对土壤健康也起着关键作用:
它们能分解几丁质等难以分解的分子、促进营养物质循环、固定氮元素,还能保护植物免受病原体侵害。另外,健康土壤特有的“泥土香味”,也来源于放线菌。
集约化农业发展、土地退化、环境污染以及气候压力,正威胁着放线菌的生存——要知道,人类的农业生产和新型抗生素研发,都离不开这类微生物。
吉尔伯特表示,保护未受人类活动影响的土地,同时在实验室中妥善保存放线菌样本,已经成为当下最紧迫的任务之一。
版式设计:钱思琦
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