第二章 细菌的发现之旅

1．细菌王国之门的开启

别看细菌个头小，“来头”可不小。科学家们发现，早在太古宙时期，细菌就已在地球上出现。这些“品味独特”的“小东西”对大气中的氮气有着特殊爱好。它们能够吸取氮气并把它转化成生命体生存所必须的氨基酸，使它们在人类还未诞生就已经在地球上繁衍了很多年。最近，有科学家们惊奇地发现这些细菌曾经一度吃掉了一半大气。这一数据着实令人震惊。

尽管细菌家族历史悠久，但这个神秘的“王国”一直不为人类所知。直到三百多年前，一个叫列文虎克的荷兰人发明了显微镜，才开启了这扇神秘的大门。年轻时，列文虎克是一个对微观世界很感兴趣的人。他没有接受过正规的教育，完全凭借自己的兴趣和毅力磨制镜片，制成了能够放大200倍的显微镜。这是当时最好的显微镜（图2.1）。

图2.1 列文虎克自制的显微镜

Figure 2.1 A self-made microscope by Antonie van Leeuwenhoek

借助这一强大的工具，他惊奇地发现在干草浸出液中能观察到许许多多不断蠕动、姿态迥异的“小东西”，它们就是细菌本尊。至此，一个全新的未知世界开始向人类敞开。此后，列文虎克还用显微镜观察到了口腔中的细菌。他给英国皇家学会写了一封信报告了自己的发现，轰动欧洲。

继列文虎克之后，更多的科学家们前赴后继在细菌王国开辟“新大陆”。不得不提的一个人是法国化学家巴斯德。他虽然不是救死扶伤的医生，却证实了细菌与疾病之间的关系。他还用一系列实验反驳了当时盛行的“自然发生学说”（生物可以从它们所在的物质元素中自然发生，而不是通过上代繁衍产生）。

当然，巴斯德对人类的贡献不仅仅如此，他还创立了“巴氏消毒法”，即用63.5℃的温度加热葡萄酒半小时杀死乳酸杆菌。这个方法既不破坏葡萄酒本身，又解决了葡萄酒变酸的问题，从而挽救了当时岌岌可危的法国酿酒业。

你们知道巴氏消毒牛奶是世界上消耗最多的牛奶品种吗？正因为有巴氏消毒法，我们才能享受到这么多美味又营养的牛奶。但值得注意的是，这种方法并不是万能的。巴氏消毒牛奶通常需要在4℃低温储存，这样才能抑制细菌生长，从而防止牛奶变质。

差不多与巴斯德同时代，还有一位著名的德国科学家——科赫。科赫在微生物病原菌方面的卓越贡献，使他获得了1905年的诺贝尔医学和生理学奖。他从患炭疽病的牛身上分离到炭疽杆菌，并把这种菌接种到小鼠身上，使小鼠相互感染患上炭疽病，最后发现从小鼠身上分离的病原菌与最初牛身上分离的病原菌完全一样。就这样，他用科学的实验方法首次证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌。

后来，科赫还发现了肺结核的罪魁祸首——结核分支杆菌和引起霍乱的霍乱弧菌，并提出了著名的“科赫法则”，为科学家们攻克这些“元凶”引起的传染病打下了基础。

在他的引领下，科学家们后来还发现了白喉棒状杆菌、伤寒杆菌、鼠疫耶尔森菌、痢疾杆菌等可以引起人类大规模感染的病原菌。这一时代成为发现病原菌的“黄金时代”。此外，他还创立了一系列包括分离纯培养技术、培养基技术和染色技术等微生物学方法，使人们对这些“小东西”的认识进入一个全新的境界。1982年，为了纪念科赫发现结核病原菌100周年，我国还专门发行了一枚纪念邮票（图2.2）。

图2.2 我国发行的科赫发现结核杆菌一百周年纪念邮票

Figure 2.2 100 years anniversary of the discovery of Mycobacterium tuberculosis （commemorative stamps published by China Post）

纵观细菌研究的历史长河，英国外科医生李斯特提出的消毒术是细菌发现之旅上的又一大里程碑。李斯特在长期临床工作中接触到了很多伤口化脓和感染的病人。他发现闭合性骨折（发生骨折但伤口不暴露）的病人一般不会发生化脓，而开放性骨折（发生骨折且伤口暴露）的病人即使伤势轻微，也会发生化脓。于是，他推断伤口和空气中的细菌是罪魁祸首，并开创了外科消毒术。它大大降低了外科手术病人的感染死亡率。

在数不胜数的科学家们的不断探索下，细菌这些在我们身边但却一直不为我们所知的“邻居”越来越为我们所认识、利用和改造。