细菌是地球上最古老的生物之一,它们很微小,我们用肉眼几乎无法看到。细菌是多种多样的,有的在人类的身体中,与人类共存的,帮助人类实现很多身体功能。有的细菌会给人类带来瘟疫和传染病。那么,细菌是怎样做到让瘟疫如此快的扩散呢?他们的生存方式是什么呢?
首先,通过我们了解的部分资料可以知道,在中世纪时期,欧洲爆发了大规模瘟疫黑死病,在欧洲大部分地区横行。后来还爆发了传染病霍乱,在不到一天的时间内就可以让人死亡。那么由此我们可以看出什么现象呢?由此我们可以知道细菌传染能力极强,可以很快的人传人,很短时间内就可以带来死亡 。那么,他们有怎样的功能才可以达到传染力强呢?接下来我们提出猜想。
首先,传染率强,可能会有三个方面。第一个方面就是因为细菌繁殖极快,所以说可以在短时间内传染很多人。第二个方面就是细菌适应恶劣环境的能力比较强,在很多恶劣的环境下都可以生存,进行进一步传染。而第三个方面可能是因为细菌本体比较小,人类无法察觉到它,也不知道传染病爆发的原因,无法防御。而且因为个体小的缘故 ,所以无处不在。传染自然就极快。
那么,我们的猜想到底正不正确呢?现在就需要通过观察细菌的结构来证明我们的猜想。
首先,在最普通的光学显微镜的观察下我们只能看到大部分细菌的外形,看不到内部的结构。能证明的仅仅是细菌小而轻,因为需要在显微镜下才可以看到大体的外形。
所以,需要换更精密的仪器来观察细菌。于是,我们运用扫描电子显微镜来观察细菌,这个显微镜已经可以显示出一个细菌的具体形状,以及上面的部分组织器官,比如有的细菌旁边长了一些毛,但是还不能具体的看清。通过这个显微镜,我们把已知的细菌通过形状划分成了三种,球菌,杆菌,螺旋菌,从这里我们可以看出,细菌的形态多样,这是细菌的一个特点。还有另一个特点可以看出它们全部都是单细胞生物。
而电子显微镜也无法观察到细菌的结构,于是我们运用了另外一个更精密的仪器, 那就是透射电子显微镜,在这个显微镜下,我们可以清楚的看到细菌内部的构造。以葡萄球菌为例,我们可以观察到葡萄球菌本身是圆形的,在本身不透明的菌体外面还有一层透明的膜,这个膜的名字叫做荚膜,通过实验,科学家们发现里面含有大量的蛋白质,以及营养物质,由此我们可以推测荚膜的作用是为细菌储存营养物质,在必要的时候供给细菌养分。而且因为有这层粘液,还可以选择一个特定的生物俯在上面。并且因为在最外层,有可能也起一定的保护作用。而通过我们所学过的细胞的结构,可以推测出,这荚膜里面白色的 一层是细胞的细胞壁,同样用来保护细菌。而细胞壁的内部还有一层细胞膜,来包裹住细菌的物质。细菌内部的物质除了细胞质,还有我们所观察到的颜色有些深较为分散的物质,它们是什么呢?当细胞没有细胞核的时候(比如在这个时候,我们没有观察到细胞核),细胞就需要体内的遗传物质来控制做各种事情,比如摄入养分。
而通过观察大肠杆菌又观察到了一个新的结构,那就是细菌的头部长有几根弯曲且细长的毛,而我们把它命名为鞭毛,主要的作用是用来移动以及摄取食物的。
还有一种结构也是细菌拥有的,那就是在细菌细胞壁的外层长有短且软的绒毛,这种毛我们把它命名为菌毛,而这种毛的作用主要是用来粘附在生物身上,这也是传染性很高的一个原因,可以随意黏附在生物体身上 却无法被发现。
这就是我们发现的细菌的三个附加结构,这三个附加结构可以帮助细菌完成很多功能,也同时解释了细菌的传染性为什么这么强。
当然,传染性强也不只是附加功能就可以满足的。在猜想中我们还提到了繁殖,既然繁殖速度快,就可以知道细菌结构简单,复制速度极快。而且很有可能是无性生殖,有性生殖的优势更多的是让后代品质更高,但分裂出来的后代会少。
而在前面,我们还猜想了 细菌可以适应恶劣环境。那么,这点是否可以得到证实?科学家调查发现,当细菌碰到危险的环境时,可以高度脱水,以此来保护自己,此时的细胞是一个休眠体的状态,称为芽孢。
而且,细菌个体微小,我们无法用肉眼看到, 只能用显微镜看到,就是最好的证明。
所以总结来说,细菌的生存策略是以下4点:
1.超强繁殖,速度极快。
2.附属结构强大。
3.可以适应恶劣环境。
4.个体微小,不容易被发现。
通过这4点原因,我们明白了为什么细菌的传染力这么强。
那么,细菌拥有这么强的传染能力,我们有没有方法来制止他们呢?难道人类只能任菌折磨吗?
并不是,人类发明了抗生素来对抗细菌,有的抗生素可以消解掉细菌的细胞膜,而有的这可以克制细菌,不让他们继续繁殖,还有的是可以减弱细菌功能。
那么,我们有了抗生素,是否就什么都好了呢?并不是,细菌会用自己的方法来生存。有的细菌有超强鞭毛,他可以把已经用抗生素杀死的细菌的部分DNA体内,以此来对抗抗生素的药性,这样的细菌就是已经变异过的菌,拥有多重抗药性和极强的繁殖能力,而人类抗生素更新的速度却没有这么快,所以在很多时候无法抑制这种细菌。
那么,既然这种变异的方式如此好用,为什么高等生物(比如人类 )不愿用这样的方式呢?我认为,可能是因为人类运用的是有性繁殖,所以说产出来的幼崽数量不够多,如果再出现变异的情况,如果变异的不好,这个物种就不具备稳定性,无法长久的生活下去。所以人类并不用这样的方式。
在自然界中的每种生物都有自己生存的独特的方法,哪怕是在细菌这个大种类中,不同的细菌也有不同的适应环境和生存的方法,这就是生物与自然的互动过程,生物会随着自然的变化以及身边其他物种的变化而调整自己的生存策略。可能我们学了这些知识,很多人会认为细菌很厉害,无法打败。但是事实上,这本来就是一个平衡,在某种特定的环境下,他们或许会显得很厉害,但是当环境一旦不同,它们也是一种自然而然的,普通的物种,它们不会完全灭绝,但是大概率也不会完全侵占地球,是与我们共存的一种自然生物。在某些时刻会打扰到我们,在某些时刻又可以和平相处,这可能就是自然与生物的相处模式。
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