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微生物在,我国科学家阐述微生物全球大规模迁

2019-08-29 08:49

全球微生物正在跨国大迁徙

随着城市化和高强度集约化农业的发展,人类正以前所未有的速度和规模改变着微生物的全球迁徙和分布。9月15日,《科学》杂志刊登了中科院城市环境研究所及国际合作者的一篇论文,系统阐述了微生物通过人与动物、污水及其他物质的流通在全球范围的迁徙及其环境与生态效应。

微生物在“全球大搬家” 人类活动“功”不可没

据中科院城市环境研究所发布的消息,《科学》杂志日前刊登了该所研究员朱永官领衔的国际团队的论文,系统阐述了微生物通过人与动物、污水及其他物质的流通在全球范围的迁徙及其环境与生态效应。

科技日报讯 人类正以前所未有的速度和规模改变着微生物的全球迁徙和分布。美国当地时间9月14日,《科学》杂志刊登了中科院城市环境研究所研究员朱永官领导的国际团队的论文,系统阐述了微生物通过人与动物、污水及其他物质的流通在全球范围的迁徙及其环境与生态效应。

文章指出,污水的处理促进了微生物和微生物携带基因的共同扩散。全球约有35.9万平方公里的耕地依赖城市污水的灌溉,而80%的污水都只经过了简单处理甚至没有处理。废水含有高密度的微生物和可交换基因及大量化学污染物。细菌和化学污染物的共同迁移使细菌能够在新的环境中,通过突变和基因横向转移等获得适应性优势,主动响应逐渐变化的环境。

随着城市化和高强度集约化农业的发展,人类正以前所未有的速度和规模改变着微生物的全球迁徙和分布。9月15日,美国《科学》杂志刊登了中国科学院城市环境研究所及其国际团队的一篇论文,系统阐述了微生物通过人与动物、污水及其他物质的流通在全球范围的迁徙及其环境与生态效应。

数十亿年来,微生物及其所携带的基因主要在空气和水的自然驱动下发生迁移。然而在过去的100年,人们通过废弃物排放、旅游、全球运输等将大量微生物及其基因带入新的环境,从而逐渐改变了原来微生物的动态变化。我们正处于微生物生物地理的实质性改变中。随着城市化和高强度集约化农业的发展,人类正以前所未有的速度和规模改变着微生物的全球迁徙和分布。这种巨变以一种不可预估的方式改变着我们的生活环境。

402com永利1站,文章指出,全球约有35.9万平方公里的耕地依赖城市污水灌溉,而80%的污水都只经过简单处理甚至没有处理。废水含有高密度的微生物和可交换的基因,也含有大量化学污染物。细菌和化学污染物的共同迁移使得细菌能够通过一些突变和基因横向转移等来主动响应逐渐变化的环境。

人和动物在世界范围内的空前流动,导致了微生物的流动和部分微生物的富集。人和农业牲畜所含的生物量是野生陆地哺乳动物的35倍。因此肠道微生物主要来自人类、牛、羊、猪和鸡等。每年高达12亿人次的国际旅游促进了肠道微生物的分布,抗性基因和细菌克隆子的洲际扩散也证明了这一现象。

文章指出,污水的处理促进了微生物和微生物携带基因的共同扩散。全球约有359000平方公里的耕地依赖城市污水的灌溉,而80%的污水都只经过了简单处理甚至没有处理。废水含有高密度的微生物和可交换的基因,及大量化学污染物,包括金属、抗生素和消毒剂。细菌和化学污染物的共同迁移使细菌能够在新的环境中,通过突变和基因横向转移等获得适应性优势,主动地响应逐渐变化的环境。

文章指出,污水排放是造成微生物全球大迁徙的推手之一。地球约有35.9万平方公里的耕地依赖城市污水的灌溉,而80%的污水得不到有效处理,导致其含有高密度的微生物和可交换的基因,大量化学污染物,包括金属、抗生素和消毒剂,随着这些污染物和微生物依附在水果和蔬菜上开始全球漫游。微生物为了抵抗污染物的“威胁”,不得不发生基因突变或基因横向转移,产生“抵抗力”从而主动地响应逐渐变化的环境。

人和动物在世界范围内的流动导致了微生物的流动和部分微生物的富集。人和农业牲畜所含的生物量是野生陆地哺乳动物的35倍。每年高达12亿人次的国际旅游促进了肠道微生物的分布。

物质的流动同样也促进了微生物的扩散。航运的压载水可使不同微生物在全球范围内流动。人类活动导致的土、沙、石的移动远高于所有自然过程。由于每克土壤含有高达10亿个微生物,因此水土流失可导致大量细菌的流动,且可能影响人类健康,威胁农业可持续生产。

人和动物在世界范围内的空前流动,导致了微生物的流动和部分微生物的富集。人和农业牲畜所含的生物量是野生陆地哺乳动物的35倍。因此肠道微生物主要是来自人类、牛、羊、猪和鸡等。每年高达12亿人次的国际旅游促进了肠道微生物的分布,抗性基因的和细菌克隆子的洲际扩散也证明了这一现象。

人和动物在世界范围内的空前流动也推动了微生物的迁徙和部分微生物的富集。以肠道微生物为例,随着上个世纪全球化进程的日益加快,肠道微生物在环境中的丰度和分布在快速增加。目前,全球国际旅游高达12亿人次。因此带来的肠道微生物扩散以及抗性基因洲际扩散也证明了这一现象。比如,英国病人去印度旅游期间就医,返回英国时可以很快将印度医院出现的耐药微生物带到英国。

物质的流动同样也促进了微生物的扩散。比如轮船的压舱水可使不同微生物在全球范围内流动。人类活动导致的土、沙、石的移动远高于自然过程。由于每克土壤含有高达10亿个微生物,因此水土流失可导致大量细菌的流动。这种细菌流动可能会影响人类的健康、农业和生态系统的功能。

科研人员认为,环境中与人类和动物健康相关的一些基因的分布是目前研究的一个优先领域,特别是人类活动带来的选择压力下的抗性基因。微生物对生态功能所起的重要作用是肉眼无法察觉的,如果忽略微生物的作用,将会给人类带来灾难。

物质的流动同样也促进了微生物的扩散。航运的压载水可使不同微生物在全球范围内流动。人类活动导致的土、沙、石的移动远高于所有自然过程。由于每克土壤含有高达10亿个微生物,因此水土流失可导致大量细菌的流动,且可能会影响人类的健康,威胁农业的可持续生产。

物质的流动同样也促进了微生物的扩散。小到沙石土壤,大到万吨巨轮的压舱水,都可以带着微生物迁移。人类活动加速了土、沙、石在自然环境的移动,每克土壤含有高达10亿个微生物,因此水土流失可导致大量细菌微生物的流动。全球贸易促进了海运的发展,数以万计的巨轮每天穿梭于国际港口,压舱水带着不同国家地区的微生物在全球范围内迁徙流动。据估计每年有1亿吨的压舱水排放到了美国港口。

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(原载于《中国科学报》 2017-09-19 第1版 要闻)

科研人员认为,环境中与人类和动物健康相关的一些基因的分布是目前研究的一个优先领域,特别人类活动带来的选择压力下的抗性基因。微生物对生态功能所起的重要作用是肉眼无法察觉的,如果忽略微生物的作用,将会给人类带来灾难。

由于人类的活动,污染物排放对微生物世界的改变已经到了大规模、大尺度的状态。微生物对生态功能所起的重要作用是肉眼无法察觉的,但与看得到的宏观生物的影响是一样的,必须引起高度重视。

据了解,数十亿年来,微生物及其所携带的基因主要在空气和水的自然驱动下发生迁移。然而在过去100年中,人们通过废弃物排放、旅游、全球运输以及改变微生物定殖点选择压力等,将大量微生物及其基因带入新的环境,逐渐改变了原来微生物的动态变化。

据悉,中科院城市环境研究所围绕有效处置生活污水、养殖废弃物等展开了一系列研究,在有效控制耐药微生物在环境中的扩散方面已开始得到实际应用。

(原载于《北京日报》 2017-10-11 17版)

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