當我們想到生物多樣性時,腦海中或許會浮現出郁郁蔥蔥的熱帶雨林、遼闊無垠的海洋,或者色彩斑斕的珊瑚礁。然而,令人驚訝的是,就在我們家中的浴室,竟然也存在一個生物多樣性豐富的“生態系統”!

今天,跟大家分享一項于2024年10月9日發表在Frontiers上的最新的研究,揭開隱藏在浴室中的微生物世界。

這項新的研究始于一個簡單好奇心:我們的家庭環境中究竟生活著哪些微生物?在我們的家中,桌子、墻壁等干燥的表面并不適合微生物的生存。那么,微生物喜歡在哪里安家呢?答案是——潮濕的地方。沒錯,蓮蓬頭和牙刷正是微生物的天堂。

此前的研究已經發現,蓮蓬頭和牙刷上棲息著各種各樣的細菌。那么,除了這些細菌,是否還有其他的微生物存在呢?帶著這個問題,科學家們展開了進一步的探索。

為了解答這個疑問,研究人員對來自多戶家庭的34個牙刷和92個蓮蓬頭的樣本進行了宏基因組測序。那么,什么是宏基因組測序呢?

簡單來說,宏基因組測序是一種先進的基因組學技術,允許科學家從環境樣本中直接提取和分析所有微生物的遺傳物質,而無需培養每一種微生物。它就像是給整個微生物群體拍了一張“全家福”,不僅能顯示微生物的種類(“誰在場”),還可以揭示它們的功能潛力(“它們在做什么”),幫助我們全面了解環境中的微生物群落。

如果把傳統測序比作閱讀一本書中的特定章節,那么宏基因組測序更像是在沒有目錄的情況下,一次性掃描整個圖書館中的所有書籍,并嘗試整理這些信息。這不僅節省了時間,也讓我們有機會發現那些之前未曾了解的“珍本”。

結果令人震驚:在這些樣本中,總共發現了600多種噬菌體!那么,什么是噬菌體呢?

噬菌體,簡單來說,就是專門感染并殺死細菌的病毒,是細菌的“天敵”。它們可以附著在細菌表面,將自己的遺傳物質注入細胞內,劫持細菌的細胞機制進行自我復制,最終導致細菌細胞裂解并死亡。

更有趣的是,每個蓮蓬頭和牙刷上的噬菌體種類幾乎都是獨一無二的。也就是說,你家的蓮蓬頭上的微生物,與我家的可能完全不同。任何兩個樣本之間都很少有重疊,這意味著每個家庭的浴室都像是一座孤立的微生物“島嶼”,擁有自己獨特的微生物生態系統。

這種高度的多樣性讓科學家們意識到,可能還有更多尚未被發現的噬菌體存在。這對于我們理解微生物生態系統,以及開發新的生物技術具有重要意義。

在眾多發現的噬菌體中,研究人員特別關注一種能感染分枝桿菌的噬菌體。這類噬菌體在樣本中數量較多。分枝桿菌屬包括多種細菌,其中一些致病菌會引起結核病、麻風病和其他慢性肺部感染。如果我們能夠深入了解這些分枝桿菌噬菌體的功能,可能有助于開發出新的方法來對抗這些致病菌。

舉個例子,近年來,噬菌體療法作為一種治療細菌感染的替代方法,受到了越來越多的關注。對于那些對抗生素具有耐藥性的細菌,噬菌體可能成為一種有效的“武器”。假如我們能夠利用這些噬菌體來針對性地清除致病菌,將對醫學領域產生深遠的影響。

聽到這里,也許你會問,家里的蓮蓬頭和牙刷上有這么多病毒,會不會對我們的健康產生危害呢?

其實,大可不必擔心。首先,這些噬菌體是專門感染細菌的,對人類細胞并沒有威脅。它們不會引起人體的疾病。其次,微生物無處不在,我們的皮膚、口腔、腸道中都生活著大量的微生物,它們與我們和諧共處,甚至對我們的健康至關重要。

雖然微生物與我們共存,但良好的衛生習慣仍然重要。這里有一些簡單的建議:
一、首先,如果想要清洗蓮蓬頭,可以將其浸泡在醋中,幫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,建議每三個月更換一次牙刷,或者當刷毛出現磨損時及時更換;
三、最后,不需要使用強力的消毒劑或“抗菌牙刷”。過度消毒可能破壞微生物的平衡,反而可能促進耐抗生素細菌的產生。

通過這項研究,我們了解到,在我們看似平凡的日常環境中,隱藏著如此豐富的微生物世界。或許,正是這些微小的生命,構成了我們生活中不可或缺的一部分。下次再走進浴室時,不妨想一想:在我們看不見的角落,還蘊藏著多少未知的故事,等待我們去發現?

論文鏈接:
https://www.frontiersin.org/journals/microbiomes/articles/10.3389/frmbi.2024.1396560/full

本文為科普中國?創作培育計劃扶持作品

作者名稱:呂同舟

審核:梁前進 北京師范大學生命科學學院 教授

出品:中國科協科普部

監制:中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來源: 星空計劃

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