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據(jù)中科院城市環(huán)境研究所發(fā)布的消息,《科學(xué)》雜志日前刊登了該所研究員朱永官領(lǐng)銜的國際團隊的論文,系統(tǒng)闡述了微生物通過人與動物、污水及其他物質(zhì)的流通在全球范圍的遷徙及其環(huán)境與生態(tài)效應(yīng)。
數(shù)十億年來,微生物及其所攜帶的基因主要在空氣和水的自然驅(qū)動下發(fā)生遷移。然而在過去的100年,人們通過廢棄物排放、旅游、全球運輸?shù)葘⒋罅课⑸锛捌浠驇胄碌沫h(huán)境,從而逐漸改變了原來微生物的動態(tài)變化。我們正處于微生物生物地理的實質(zhì)性改變中。隨著城市化和高強度集約化農(nóng)業(yè)的發(fā)展,人類正以前所未有的速度和規(guī)模改變著微生物的全球遷徙和分布。這種巨變以一種不可預(yù)估的方式改變著我們的生活環(huán)境。
文章指出,污水排放是造成微生物全球大遷徙的推手之一。地球約有35.9萬平方公里的耕地依賴城市污水的灌溉,而80%的污水得不到有效處理,導(dǎo)致其含有高密度的微生物和可交換的基因,大量化學(xué)污染物,包括金屬、抗生素和消毒劑,隨著這些污染物和微生物依附在水果和蔬菜上開始全球漫游。微生物為了抵抗污染物的“威脅”,不得不發(fā)生基因突變或基因橫向轉(zhuǎn)移,產(chǎn)生“抵抗力”從而主動地響應(yīng)逐漸變化的環(huán)境。
人和動物在世界范圍內(nèi)的空前流動也推動了微生物的遷徙和部分微生物的富集。以腸道微生物為例,隨著上個世紀(jì)全球化進程的日益加快,腸道微生物在環(huán)境中的豐度和分布在快速增加。目前,全球國際旅游高達(dá)12億人次。因此帶來的腸道微生物擴散以及抗性基因洲際擴散也證明了這一現(xiàn)象。比如,英國病人去印度旅游期間就醫(yī),返回英國時可以很快將印度醫(yī)院出現(xiàn)的耐藥微生物帶到英國。
物質(zhì)的流動同樣也促進了微生物的擴散。小到沙石土壤,大到萬噸巨輪的壓艙水,都可以帶著微生物遷移。人類活動加速了土、沙、石在自然環(huán)境的移動,每克土壤含有高達(dá)10億個微生物,因此水土流失可導(dǎo)致大量細(xì)菌微生物的流動。全球貿(mào)易促進了海運的發(fā)展,數(shù)以萬計的巨輪每天穿梭于國際港口,壓艙水帶著不同國家地區(qū)的微生物在全球范圍內(nèi)遷徙流動。據(jù)估計每年有1億噸的壓艙水排放到了美國港口。
由于人類的活動,污染物排放對微生物世界的改變已經(jīng)到了大規(guī)模、大尺度的狀態(tài)。微生物對生態(tài)功能所起的重要作用是肉眼無法察覺的,但與看得到的宏觀生物的影響是一樣的,必須引起高度重視。
據(jù)悉,中科院城市環(huán)境研究所圍繞有效處置生活污水、養(yǎng)殖廢棄物等展開了一系列研究,在有效控制耐藥微生物在環(huán)境中的擴散方面已開始得到實際應(yīng)用。
?。ㄔd于《北京日報》 2017-10-11 17版)
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