2020年7月23日12時41分,長徵五號遙四運載火箭——也就是我們經常說的「胖五」,託舉著中國首次火星探測任務「天問一號」探測器,在中國文昌航天發射場點火升空。
此次飛行過程將歷時7個月,「天問一號」到達火星表面後,將會對火星進行全面探測,包括尋找外星生命,研究火星礦物分布、地質結構、表面形態、水冰分布,以及研究火星的土壤特性等。有些人可能會奇怪為什麼要研究火星的土壤,土壤髒兮兮的,有什麼可研究的呢?
其實啊,土壤就像地球的皮膚,在自然界起著至關重要的作用,它維持地表以下以及上方的動植物的生命,還為眾多微生物提供了生存的條件。在看似毫不起眼的土壤中,每天都上演著不為人知的故事。
今天,我們就通過這本《我的微生物朋友:土壤裡的王國》,來了解一下土壤中的故事。
這本書的作者有好多人,他們分別是:
格裡高利•克羅塞蒂博士 微生物學家、教育家,藝術科學組織「自由標度網絡」聯合創始人,他將微生物學、藝術和教育結合在一起,告訴人們微生物是多麼的了不起。
艾爾莎•懷爾德 作家 創作過無數童書和劇本,經常與演員、科學家和小朋友合作。
阿維娃•裡德 插畫藝術家、視覺生態學家,她通過繪畫和裝置藝術探索複雜的科學世界。
布裡奧妮•巴爾 有名藝術家,藝術科學組織「自由標度網絡」創始人,她通過繪畫、裝置藝術使看不見的世界可視化,曾在靠前外舉辦多次展覽,由於出色的科學貢獻,被任命為墨爾本大學物理學院名譽研究員。
S.帕特裡夏·斯託克 寄生蟲專業博士,美國昆蟲病理學教授,加州大學高級博物館科學家,專門研究土壤微生物。
在《我的微生物朋友:土壤裡的王國》這本書中,作者們通過線蟲內瑪的冒險小故事,為小朋友們描繪了地下土壤裡一個神秘而又充滿生機的未知的微生物世界,在這裡他們能夠饒有興趣地參與到故事角色中來,學習到有關微生物的科學知識,並認識到周圍世界的神奇。
這本書主要講述了微小的線蟲(小的不足1毫米,大的也就8毫米左右)利用共生菌吞噬蠐螬蟲,來繁殖後代的故事。
這個故事發生在地表以下,當白白胖胖的小蠐螬蟲啃食樹根時,樹根向線蟲們發出了求救信號,接收到求救信號的線蟲內瑪和它的夥伴們,帶著它們的迷你乘客共生菌,一起出發前往救援。
在前進的路上內瑪以及它的夥伴們可謂是歷盡艱辛,有的夥伴被蟎蟲吃掉了,有的夥伴則被捕蟲真菌所捕獲,好在在善良的水熊蟲的鼓勵,以及白色真菌的幫助下,內瑪終於成功到達了樹根。
到了樹根以後,線蟲內瑪和它體內的共生菌攜帶著大量的化學武器,對蠐螬蟲進行了攻擊。線蟲進入蠐螬蟲體內後,共生菌大量繁殖,將樹從蠐螬蟲口中解救了出來。後來,線蟲利用蠐螬蟲體內的營養繁殖了自己的後代,大樹也得以繼續茁壯生長。
故事到這裡就結束了,情節雖然簡單,但作者們通過圖文並茂地描述,讓小朋友們輕輕鬆鬆就認識了我們日常生活中用肉眼難以見到的微生物,同時還能初步了解到土壤的有關知識,以及微生物之間的各種關係,比如共生、寄生、捕食等,可以說是一本很不錯的科普繪本了。
在土壤中有許許多多的微生物,大的有鼴鼠、蚯蚓、白蟻,中等體型的有水熊蟲、蟎蟲、輪蟲,還有細菌、真菌、古生菌等微型生物,為什麼作者們要挑選線蟲來作為土壤王國這本書的主人公呢?
原來啊,線蟲是地球上種類最豐富的動物之一,有科學家估計:地球上五分一的動物是線蟲,它們存在於各種自然環境中。
線蟲還是最早進化出消化道的動物之一,線蟲的身體長度只有1毫米左右,可消化道卻十分先進,既有嘴巴又有肛門。
線蟲的基因組約有20000多個,我們人類也才只有25000多的基因組而已。只不過線蟲實在是太小了,一條小線蟲才只有1000多個細胞,而我們人類則是有大約40萬億個細胞。
除了以上這些原因外,小小的線蟲還是昆蟲殺手哦!線蟲是農民伯伯的好朋友,能和它的夥伴共生菌一起合作產生一種有毒的化學物質,殺死和分解昆蟲,並將昆蟲作為自己生活的場所。
科學家們把這種能幫助農民伯伯控制害蟲,減少殺蟲劑使用的線蟲叫做昆蟲病原線蟲,昆蟲病原線蟲有兩類,一類是斯氏線蟲,另一類是異小杆線蟲。我們這本書中的主人公內瑪就是斯氏線蟲。
正因為線蟲如此特殊,所以作者們才將它作為土壤故事中的主人公,利用它來幫助我們進入土壤底下的王國,帶我們探索這地下世界的奧秘。
內瑪靠著共生菌幫助大樹戰勝了蠐螬蟲,內瑪與共生菌之間是共生關係,那什麼是共生關係呢?共生是指兩種不同的生物共同生活在一起,互相幫助、互相依賴,離開彼此就無法生存。
共生現象是如此的普遍,廣泛存在於自然界和人類生活中。比如在我們的腸道中,就生活著許多有益於人體的共生菌,腸道為共生菌提供了生存的場所,而共生菌則幫助腸道消化食物。
再比如在海洋裡,有一種短尾烏賊,它一出生就會將費氏弧菌吸收到身體裡,費氏弧菌通過發光,幫助短尾烏賊看清海底下的路,從而躲避天敵的追捕,而短尾烏賊則為費氏弧菌提供安全的生活場所。
從地球上有生物出現以來,自然界的萬事萬物都在進化,地球的生物圈也因此越來越豐富多彩,這一切都離不開微生物的幫助,微生物與地球上所有的生物,合作創造了一個美麗的自然世界。
微生物雖小,我們卻不能忽視。西方一位名人說過:對微小事物的仔細觀察,就是事業藝術科學及生命各方面的成功秘訣。中國古代的老子也說過類似的話:天下難事,必做於易;天下大事,必做於細。
微生物很渺小,但正是通過與渺小的微生物的共生合作,才創造了這宏偉壯闊的美麗地球。