知识拓展

极端微生物

极端微生物也叫极端环境微生物，是指在一般生物无法生存的高温、低温、高酸、高碱、高盐、高压、高辐射、太空等异常环境中生存的微生物群体的统称，例如嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌等。开展极端微生物的研究，对于揭示生物圈起源的奥秘、阐明生物多样性形成的机制、认识生命的极限及其与环境相互作用的规律等，都具有极为重要的科学意义。极端微生物中发现的适应机制，还将成为人类在太空中寻找地外生命的理论依据。极端微生物研究的成果，将大大促进微生物在食品化工、环境保护、人类健康和生物技术等领域的利用。

一、嗜热微生物

一般把最适生长温度高于45℃的微生物称为嗜热微生物。根据最适生长温度，可将其划分为嗜热微生物（45～60℃）、极端嗜热微生物（60～80℃）和超嗜热微生物（>80℃）。目前发现的嗜热菌大多来自热泉、海底热液口、堆肥、火山等极端环境中，它们中大多数属于古细菌。目前发现的微生物生命最高生存温度为121～122℃。

二、嗜冷微生物

一般认为嗜冷微生物是指最适生长温度低于15℃，而在温度高于20～25℃不能生长的微生物。耐冷微生物是指能够在低温甚至0℃下生长，但其最适生长温度高于20℃。嗜冷微生物和耐冷微生物主要包括细菌、古细菌、酵母菌、真菌、原生动物等。它们的生存环境包括深海、冰川、冻土、人为冷环境等。

三、嗜酸微生物

嗜酸微生物指能在pH 1.0～5.0的环境中生长，但在pH 5.5以上则不能生长的一类微生物，可分为极端嗜酸微生物（最适生长pH<3）和中度嗜酸微生物（最适生长pH 3～5）。该类微生物的生存环境主要包括热泉、海底热液口、矿堆、人或动物胃等。

四、嗜碱微生物

嗜碱微生物包括嗜碱型和耐碱型两类。一般把最适生长pH在9.0以上的微生物称嗜碱微生物，其可耐受的pH值为10～12。耐碱微生物是指能够在pH 9.0以上的环境条件下生长或生存，但最佳生长条件是中性或偏酸性环境。该类微生物的生活环境主要集中在碱矿、盐碱地等pH值较高的区域。

五、嗜盐微生物

该类微生物包括嗜盐型和耐盐型两类。前者是一类在一定浓度盐中可正常生长，且高浓度盐是生长必需条件的微生物；后者是一类能耐受一定浓度盐溶液，但在无盐条件下也可正常生长的微生物。该类微生物生长的高盐环境包括海洋、内陆咸水湖泊、动物皮毛表面、腌制食品等。

六、嗜压微生物

该类微生物包括嗜压微生物和耐压微生物两类。嗜压微生物是指在环境压力大于40MPa条件下呈现最适生长的微生物；耐压微生物是指在环境压力小于40MPa条件下呈现最佳生长，在正常大气压下能够很好生长的微生物。目前，嗜压微生物研究相对最少，嗜压机制仍不十分清楚。该类微生物的生长环境主要在深海、高压等区域。

总之，极端微生物的研究虽然起步晚，但是发展迅速。极端微生物特殊的多样化适应机制及其代谢产物将使某些新的生物技术手段成为可能，在食品工业、环境保护、医药工业、能源利用、遗传研究、特殊酶制剂生产等领域中发挥着重要的作用，具有广阔的研究与应用前景。