章節5
田園奇才
土為什麼這麼肥沃？土裏到底有些什麼東西？
土為什麼會散發出泥土的芬芳？
如果泥土中的生命會說話，它一定會告訴你：土壤裏有土壤顆粒、水、鹽、礦物質。一粒土壤便可以稱為一個微生物世界，每克肥沃的土壤就含有幾億或數十億的微生物！其中，使泥土具有泥腥氣味的正是一類比細菌高級一點的微生物——放線菌。
“放線菌”的確是“菌”如其名，它仿佛是許多線絲亂七八糟地扯在一起形成的。別看有這麼多條線絲，實際上它隻是一個細胞。有人形容它為微生物世界的菊花，這些線絲就是它伸展開來的“花瓣”。實際上，這種比喻並不科學。一朵盛開的菊花並不是一朵花，它是由許許多多小的舌狀花、筒狀花組成的花序。與此相反，紛亂的菌絲組成的放線菌隻是一個單細胞。
放線菌的生長比細菌慢，但它的個子要比細菌長得多。單細胞的個體向周圍伸展出菌絲體，而且有分枝，分枝而成的細絲就叫做菌絲。
如果我們把放線菌放在固體培養基上培養，這一個細胞可以長出類似枝條和根的東西。伸展在半空中的枝條叫做氣生菌絲。在氣生菌絲頂端能產生各種形狀孢子的叫做孢子絲。放線菌的孢子絲長得多種多樣，有的是直鏈狀，有的是波浪狀，有的彎曲成螺旋一樣。孢子絲的形態是放線菌的特征，可以幫助我們識別不同的放線菌菌種。孢子是由孢子絲橫斷分裂或原生質凝聚而成，就像一串佛珠。它有很厚的孢子壁，如同植物種子的硬殼，能保護孢子不受外界惡劣條件的傷害。放線菌的種類不同，孢子的形狀和顏色也不一樣。有的孢子是球形，有的像棗；有的表麵光滑，有的表麵粗糙，有的還有小刺或鞭毛。
孢子是放線菌傳種接代的工具，離開菌體的孢子能長時間不死，當遇到適宜條件就發芽形成新的菌絲體。
將放線菌產生的大量的成熟孢子采集下來，裝在既無營養又無水分的帶有砂土的小玻璃管中，放入冰箱，這些孢子就能很安然地在這個“小倉庫”中保存很長的一段時間。
除了有伸到空中的氣生菌絲外，還有類似根一樣伸入培養基專門吸收營養的營養菌絲。這些營養菌絲仿佛是深深地紮入土壤中的樹根，使菌落長得很牢固。
放線菌常以孢子或菌絲狀態廣泛地存在於自然界。不論數量還是種類，以土壤中最多。據測定，每克土壤中含有數萬乃至數百萬個孢子，放線菌產生的代謝產物往往使土壤具有特殊的泥腥味。
看來，土壤不僅給我們帶來了人類賴以生存的糧食和蔬菜，也孕育了這株微生物世界的奇葩——放線菌。
鏈黴素、氯黴素、土黴素……這些是我們在醫院中常常見到的抗生素，你知道，它們是由誰生產製造出來的嗎？
這些能化險為夷、功不可沒的抗生素正是由放線菌產生出來的。據統計，目前全世界使用的抗生素藥品約有80％來自於放線菌。我們熟悉的鏈黴素是由一種叫灰色鏈絲菌的放線菌產生的，它對肺結核病非常有效。在福建省土壤中找到的龜裂鏈絲菌，它能產生巴龍黴素，是治療阿米巴痢疾和腸炎的特效藥。從山東濟南土壤中找到一種放線菌產生創新黴素，它最適宜治療大腸杆菌引起的各種感染。對燒傷病人防止致病菌感染的有小單孢菌產生的慶大黴素和由小金色放線菌產生的春雷黴素。由龜裂鏈絲菌產生的金黴素和四環素、委內瑞拉鏈絲菌產生的氯黴素以及許多鏈絲菌都能產生的新黴素可以用來治療多種疾病。因為這些抗生素能抑製許多致病菌，所以又有廣譜抗菌素之稱。由紅鏈絲菌產生的紅黴素和在貴州土壤中分離的一種放線菌產生的萬古黴素常常用來治療其他抗生素醫治無效的疾病。由放線菌產生的克念菌素、製黴菌素能抑製致病的真菌。此外，放線菌產生的抗癌抗生素也已經應用於臨床。
在放線菌的研究中，人們經常思考著這樣一個問題：它們為什麼會產生多種多樣的抗生素呢？有人認為這是放線菌為了保護自身的生存，用來對付其他生物的一種武器；也有人認為抗生素是菌體新陳代謝過程中的解毒產物；或者它隻是毫無用處的排泄廢物；還有人認為抗生素是細胞中的儲藏物質，以備必要時用。究竟誰是誰非，現在還無法斷定。
不過，人們已經發現了在放線菌的細胞中，有一種叫質粒的結構與抗生素的產生有密切關係。因此，不少人認為，各種抗生素的產生是由自然界中存在的各種質粒決定的。質粒最早是50年代初期在大腸杆菌中發現的，它能夠決定細菌的“性別”。後來，人們發現它的作用不僅在於此，它與痢疾杆菌的抗藥性有關，與大腸杆菌產生的一種毒素也有關係。到了60年代，人們又發現質粒決定著放線菌抗生素的產生。如果我們設法把質粒從細胞中除去，那麼，痢疾杆菌就會失去抗藥性，大腸杆菌不再分泌毒素，放線菌也不產生抗生素了。
質粒是染色體外的遺傳因素，它可以進行自我複製，能代代相傳，並控製著細胞的一些特性。質粒還有一種特有的性格，它不像其他的一些細胞結構那樣安心在一個崗位上工作，它經常跳槽。當兩個細胞接觸時，它可以從一個細胞跳到另一個細胞中去，也可以被噬菌體帶著“走親戚”。質粒轉移到新的細胞，可以使新的細胞具有質粒所控製的特性。如果能將產生抗生素的質粒轉移，不僅可以使原來不會產生抗生素的微生物產生抗生素，而且還可以人工製造出能生產幾種抗生素的新的微生物來。
在抗生素出現之前，磺胺藥劑有一個短暫的全盛時期，但由於菌體對磺胺產生了耐藥性，而且，這種耐藥性不僅能夠遺傳，而且還具有廣譜性。抗生素一經發現和應用後，很快取代了磺胺藥。隨著科學的不斷發展，藥物也在不斷地推陳出新。
抗生素能治療疾病，但具體的某種抗生素到底能治療哪種疾病呢？這就需要進行抑菌試驗，測定抗生素的抗菌譜。這項工作的大致過程是這樣的：先把抗生素塗抹在供致病菌生長的固體培養基上，然後分別接種上各種活的致病菌，在一定條件下經過一段時間培養，觀察致病菌類的生長繁殖情況，推斷出這種抗生素對哪些致病菌有抑製作用，再通過其他方法配合考察、研究，便能確定這種抗生素是否可以用來治療這種致病菌所引起的疾病。