作者：站长

谈到海洋微生物，在课程学习之前，我的主观感受是少，种类少，数量少，因为当初在我看来，海水暴露在阳光和空气中，这与人们印象中阴暗潮湿的地方更容易滋生细菌近乎相反，而且咸咸的海水哪儿都一样，这都让我产生了对海洋微生物“少”的初印象。在我接触这门学科后，我知道了这种错误的想法一是低估了海洋的广度和深度，二是忽略了海洋是生命的摇篮。很巧的是，这与早期海洋微生物研究的局限性有相似之处，原因是海洋细菌大多难以培养，使用平板涂布法得出的数据自然少得可怜，而1975～1990年间荧光显微技术的发展使人们对海水中微生物的丰度大为改观，ATP水平测定技术更让科学家意识到，海洋微生物不仅丰度高，而且代谢相当活跃。自此，对海洋微生物的开发利用及研究上了一个新的台阶，美国研究者在20世纪70年代首次将微生物引入海洋石油污染的治理，从最初的筛选和条件优化的研究，到后来针对降解机制、代谢途径的研究以及质粒改造的方法，海洋微生物在生物修复方面的潜力被逐渐挖掘。时至今日，海洋微生物学已经成为目前最为活跃和发展最快的学科之一，经过一个学期的学习，谈海洋微生物我想从海洋微生物的特征谈起。

书上有这么一句话“特殊、复杂多变的海洋环境使其产生许多不同的特性，尤其是海洋细菌，具有极强的适应性和多样性，有时甚至令人难以置信”。这提醒我们，谈海洋微生物的特征，我们需要先描述一下海洋环境的特点，海洋生态系统是地球上最大的生态系统，平均深度是3800m，有大量的深海海沟，海底有大量的山脉，集中了地球90%以上的火山爆发点，这样的地理环境使海洋微生物的栖息环境除了海水以外，还有海雪、沉积物、海冰、热液喷口以及冷泉等。这些环境下海洋微生物细胞的大小多数比陆生的要小得多，对此有一种解释是营养缺乏进而导致了生理变化，在大部分寡营养的海洋环境中，自然选择会有利于小细胞，因为通过吸收的方式来摄取营养，小细胞比大细胞的效率更高。而海洋复杂多样的环境，使一些海洋微生物表现出非常奇特的生理特征，比如人们曾把地球生命能够生存的温度范围定为-23～100℃，然而现已发现在海底的热液喷口处120℃的海水中仍有细菌能够正常存活生长。另外，发光现象也是海洋微生物的一个特征，已知的发光菌绝大部分分离自海洋生物的体表或海水中，关于发光细菌的发光机制，不得不提到海洋细菌的密度感应机制，这是一种群体密度依赖的基因表达调控模式，海洋细菌分泌一种可自由扩散的自诱导物，其浓度和细菌群体密度成正比，细菌个体通过识别信号分子的浓度来评估群体数量，从而使群体协同某一行为如发光、释放毒力，这样使行为的效果最大化。这一机制的发现，直接应用到水产养殖中，针对微生物病害，研究人员开发了病原菌密度感应淬灭技术，相较传统的抗生素大大降低了细菌出现抗药性的概率。

海洋细菌是海洋微生物的“主角”，这一点是从数量上来说的，而海洋浮游细菌中，最为重要的就是α-和γ-变形菌纲。现代研究结果表明α-变形菌纲的代表种类是海水中最具优势的细菌，即SAR11类群，它的16S rRNA基因序列几乎分布在所有的浮游环境中，但是却难以在实验室里培养，这一点和它的寡营养特性有关，谈到海洋细菌的培养，不得不提摆在培养海洋细菌面前的一道难题，细菌活的非可培养状态（VBNC），这是某些细菌处于不良环境下形成的一种休眠状态，与芽孢和孢囊相区别，关于这一概念，微生物学界对此一直存在争议，但随着近年来的系统研究，细菌的VBNC状态与芽孢和孢囊的差异逐渐明确，细菌通过进入非生长状态来抵抗各种环境压力，当外面环境适宜时，又可以恢复到其正常的生长状态。这一发现对微生物危险性评估、消毒措施有效性、流行病学研究及菌种保存等方面有重要的实际意义。

当我谈海洋微生物时，我们会谈到什么，可能会是地球上离我们最遥远的生物，来自马里亚纳海沟的奇古菌，但是我们仍然热衷于讨论它们，甚至为它们争辩不已，事物是普遍联系的，看似那些生物待在遥远而隐秘的角落，但当你深入去了解它们时，就会惊诧地发现它们不仅以独特的方式代谢着，并且就以这种方式参与着我们赖以生存的生物地球化学循环，这让我们更为清醒地认识到人类也不过只是地球生物圈的一员，每个生物都有其独特的生存意义，在文明发展的进程中，我们要时刻注意保持这份生物间普遍联系着的和谐。