看不见的小邻居:我们身体里的微生物世界
想象一下,如果你有一双超级神奇的眼睛,能看到平时根本看不见的东西,那会是一种什么感觉呢?
今天要给你讲的故事,主人公是一个叫小明的男孩。小明今年八岁,和你一样,是个充满好奇心的小朋友。每天早上,小明都会被妈妈的声音叫醒:“小明,起床啦!再不起来就要迟到啦!”小明揉揉眼睛,伸了个懒腰,从温暖的被窝里爬起来。
“哎呀——嘴巴好干!”小明含糊地说着,翻身下床,光着脚丫子跑到卫生间去刷牙。
“你看你,又不穿拖鞋!”妈妈在厨房里喊道。
小明嘻嘻笑了一声,把牙刷塞进嘴里开始刷牙。这时候,奇怪的事情发生了。
小明照着镜子,突然发现镜子里的自己看起来……怎么说呢,好像有点不一样?但到底是哪里不一样,他又说不清楚。小明眨眨眼睛,再仔细看看镜子——还是那个黑头发、大眼睛的自己啊,没什么奇怪的嘛。
可是,就在这个时候,小明突然感觉嘴巴里好像有什么东西在动。
“咦?”小明停下刷牙的动作,嘴里含着泡沫,好奇地盯着镜子里的自己。
不对,那种感觉很奇怪。不是牙齿在动,也不是嘴唇在动,而是——好像有什么更小更小的东西,在嘴巴里面忙碌着。
小明吐掉嘴里的泡沫,漱了漱口,然后对着镜子张大嘴巴,想看看自己的嘴巴里到底有什么。
“唔——啊——”小明努力把嘴巴张到最大,眼睛瞪得圆圆的盯着自己的口腔。
可是除了红红的牙龈、白白的牙齿和软软的舌头,他什么都看不见。
“好奇怪啊……”小明自言自语,“刚才明明感觉有什么东西在动嘛。”
就在这时,卫生间的门被敲响了。
“小明,你在里面磨蹭什么呢?快点出来吃早饭啦!”是爸爸的声音。
“好啦好啦,马上就来!”小明应了一声,关上水龙头,擦干手,跑出了卫生间。
早餐桌上摆着香喷喷的煎鸡蛋、烤得金黄的面包,还有一杯温热的牛奶。小明一边吃一边想:“刚才嘴巴里那种奇怪的感觉是怎么回事呢?”
“想什么呢,儿子?”爸爸笑着问,“吃饭要认真哦。”
“爸爸,”小明抬起头,眨着大眼睛问,“你说,我们的嘴巴里,真的什么都没有吗?”
爸爸放下筷子,笑着说:“怎么会什么都没有呢?嘴巴里可是有很多很多东西呢!比如牙齿、舌头、唾液……对了,还有很多很多看不见的小邻居!”
“看不见的小邻居?”小明歪着脑袋,“那是什么?”
爸爸神秘地眨眨眼睛:“这个嘛……等你吃完早饭,爸爸带你去看一个神奇的东西,你就知道了!”
吃完早饭后,爸爸从书房里拿出一个奇怪的盒子。这个盒子不大,是黑色的,上面有一个圆圆的小孔,还有一块放大镜一样的东西。
“爸爸,这是什么呀?”小明好奇地问。
“这叫显微镜,”爸爸说,“它是科学家用来观察微小生物的工具。来,爸爸教你怎么用它。”
小明凑过去看,发现显微镜下面有一个小小的平台,上面可以放东西。爸爸拿出一个小小的玻璃片,在上面滴了一滴水,然后让小明用牙签轻轻刮了一下自己的牙齿表面。
“来,把这个放到显微镜下面,然后眼睛贴着这里看。”爸爸指着显微镜上面的目镜说道。
小明按照爸爸说的,小心翼翼地把玻璃片放好,然后把眼睛凑到目镜上——
“天哪!!!”
小明差点从椅子上摔下来,他看到了什么?
在那小小的镜片下面,居然有无数个奇形怪状的小东西在游动!有的像小棒子,有的像小圆球,有的像弯弯曲曲的小虫子,还有的拖着细细的尾巴像小蝌蚪一样游来游去。
它们密密麻麻、挤挤挨挨,好像一个热闹的小城市!
“爸爸!爸爸!”小明激动得声音都变了,“这些是什么东西啊?它们怎么在我的牙齿上!”
爸爸哈哈大笑:“这些就是你嘴巴里那些'看不见的小邻居'啦!它们的名字叫做——微生物!”
“微生物?”小明瞪大了眼睛,“这么小的东西,居然是活的?”
爸爸点点头:“当然啦!它们会动、会吃东西、会繁殖后代,和我们一样,是活生生的生命呢!不过因为它们实在太小太小了,小到我们的眼睛根本看不见,所以它们长期住在我们身上,我们却一直都不知道它们的存在。”
小明又凑到显微镜上,仔仔细细地看着那些忙碌的小东西。它们有的像小球一样圆圆的,有的像小棍子一样细细长长的,还有的像意大利面一样弯弯曲曲。它们在水滴里游来游去,好像在进行一场盛大的舞会。
“太神奇了!”小明感叹道,“原来我们的身体上有这么多小生命在生活啊!”
“没错,”爸爸说,“其实不只是嘴巴里,我们的身体上到处都有微生物。皮肤上有,肠道里有,甚至手指甲缝里也有。它们和我们形影不离,是我们的老朋友呢!”
小明突然想到了什么:“爸爸,那这些微生物会不会伤害我们啊?它们会不会让我们生病?”
这是一个很好的问题!爸爸摸了摸小明的头,解释道:“并不是所有的微生物都是坏的哦。其实,大部分微生物对我们的身体是有益的,它们帮助我们消化食物、保护我们不让坏细菌进来、甚至还能帮助我们的免疫系统变得更强壮!”
“就像我们身体里的小卫兵一样吗?”小明问道。
“对对对,就是这个意思!”爸爸笑着说,“不过确实有少数微生物是坏家伙,它们会让我们生病。所以我们要勤洗手、好好刷牙,保持卫生,让那些好细菌多多地住在我们身体里,这样坏细菌就没有地方待啦!”
小明重重地点了点头:“我懂了!原来洗手和刷牙这么重要啊,是要把坏细菌赶跑!”
“说得太对了!”爸爸竖起大拇指,“小明真是个爱动脑筋的好孩子!”
从那天起,小明每天刷牙都特别认真,因为他知道,在自己的嘴巴里,有一群看不见的小邻居在等着他呢!
好了,故事讲到这里,你有没有和小明一样的好奇心呢?你想不想更多地了解这些看不见的小邻居呢?那就跟着我们一起,开始这场奇妙的微生物探索之旅吧!
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小不点的大世界:到底什么是微生物?
在我们正式开始探索之前,让我们先来好好认识一下,什么是微生物。
“微生物”这个词,看起来好像很复杂,其实拆开来看就很好理解了。“微”就是微小的意思,“生物”就是有生命的物体。把它们合在一起,微生物就是——微小的生物,小到我们眼睛看不见的生物。
你可能会想:到底有多小呢?让我来告诉你吧。
如果把一根头发丝放在你的面前,你能看见它吧?头发丝很细,但我们用眼睛还是能看到的。一根头发丝的宽度大约是0.07毫米,也就是0.00007米。
那么,一个细菌有多大呢?
细菌大概只有头发丝粗细的百分之一那么宽!如果用数字来表示的话,细菌的直径大约是0.001毫米,也就是0.000001米。
天哪,这个数字后面有那么多零,是不是已经把你绕晕了?没关系,让我来用更好玩的方式解释一下。
想象一下,有一只蚂蚁在你的手心里爬。蚂蚁很小吧?但是一只细菌和蚂蚁比起来,就像蚂蚁和我们比起来一样!
再想象一下,如果你把一个细菌放大到蚂蚁那么大——注意哦,这里说的是长度放大了相同的倍数——那么你的手就会变得和整个足球场一样大!而你的手指头,就会像一栋二十层高的楼房那么粗!
天呐,这听起来是不是太不可思议了?
但是还没完呢!细菌还不是最小的微生物。如果细菌是一个篮球场那么大的话,那么比它更小的病毒,可能就只有篮球场中央的一个篮球那么大!
病毒是微生物世界里最小的小家伙之一。它们的个头到底有多小呢?如果我们把一百万个病毒一个挨一个地排成一排,所有的病毒加起来可能还没有这根句号这么粗。
现在你大概明白微生物有多小了吧?
不过,虽然微生物很小很小,但它们的种类可多着呢!就像动物世界里有各种各样的动物——有天上飞的鸟,有地上跑的兔子,有水里游的鱼——微生物的世界也是丰富多样的。
微生物家族主要包括三大类:细菌、病毒和真菌。
细菌:会游泳的小棒子
细菌是微生物世界里最常见的居民之一。它们的外形各种各样的:有的像小棒子,有的像小圆球,有的像弯弯曲曲的意大利面条,还有的像星星一样有好多角。
大多数细菌都是无害的,甚至是有益的。比如我们肠道里的大肠杆菌,它们帮助我们消化食物,还能制造一些我们身体需要的维生素。
但是,也有一些坏细菌会让我们生病。比如导致我们感冒、发烧、肚子疼的,就是那些坏细菌在作怪。不过别担心,我们的身体有免疫系统来保护我们,而且只要我们保持卫生、勤洗手、好好吃饭,我们的免疫系统就会变得很强大,能够打败大多数坏细菌!
病毒:不是细胞的狡猾家伙
病毒的个头比细菌还要小很多。细菌虽然小,但它还是完整的生命体,有细胞壁、细胞膜、细胞质,还有自己的DNA或RNA——这是生命的遗传物质。
但病毒就不一样了。病毒小到连自己的细胞结构都没有!它们基本上就是一小团遗传物质(DNA或者RNA),外面裹着一层蛋白质外壳。
这听起来好像病毒不是完整的生命?没错!病毒有一个很特别的地方:它们必须生活在其他生物的细胞里面,才能够繁殖后代。离开了细胞,病毒就像没有电池的玩具一样,根本动弹不得。
病毒是怎么进入我们身体细胞的呢?它们会利用自己的特殊结构,像钥匙开锁一样,找到我们身体细胞上的“锁孔”,然后钻进去。一旦进入细胞,病毒就会开始复制自己——把自己的遗传物质塞进细胞的复制机器里,让细胞帮它生产新的病毒。一个病毒进入细胞,最后可能复制出成百上千个新病毒!
有些病毒会导致疾病,比如流感病毒让我们得流感,感冒病毒让我们流鼻涕。但并不是所有病毒都是坏的哦!在我们身体里,其实也有很多病毒在默默地帮助我们。比如有些病毒会帮助我们消化食物,有些病毒甚至能帮助我们抵抗癌症呢!
真菌:长蘑菇的微生物
真菌是微生物家族里的另一个重要成员。真菌的个头一般比细菌和病毒大一些,有些甚至用我们的眼睛就能看到。
你一定见过蘑菇吧?蘑菇就是真菌的一种。森林里的蘑菇、草地上的蘑菇、餐桌上的香菇,都是真菌。不过我们平时看到的蘑菇,只是真菌身体的一小部分——那是它们的“繁殖器官”,就像花是植物的繁殖器官一样。
真菌真正的身体叫做“菌丝”,它是由很多很多细小的丝状结构组成的,这些菌丝会深入土壤或者木头里面,吸收营养。想象一下,如果你是一朵蘑菇,那你的“根”可能会延伸到好几米甚至几十米远的地方去呢!
在我们的身体上,也有真菌在生活。比如导致脚气的,就是一种叫做“皮肤癣菌”的真菌。它们喜欢生活在温暖潮湿的地方,所以我们的脚趾缝就是它们理想的家。
不过别担心,大多数真菌对人类是无害的,有些真菌甚至是我们生活中的好帮手。比如做面包用的酵母菌,做奶酪用的霉菌,酿啤酒用的酵母,还有能杀死细菌的青霉素(来自一种叫做青霉菌的真菌)——这些都是真菌对人类的贡献!
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不可思议的小:微生物的大小到底有多惊人?
现在你已经知道微生物是一类很小的生物了。但到底有多小呢?让我们用更多的比喻来感受一下吧。
用沙子来想象
你一定在海边或者沙滩上玩过吧?沙子是什么样子的?细细的、软软的、踩上去沙沙作响。
现在,让我们玩一个想象游戏。
如果有一粒沙子,对我们人类来说,它已经很小了,对吧?你可以把它放在指尖上,它就像一个微小的圆点。
但如果你是微生物,这粒沙子对你来说,就不是一个小点点了——它会变成一座巨大的山!
想象一下:你是蚂蚁那么大(不,比蚂蚁还要小很多很多),站在一粒沙子旁边。这时候的沙子,就像你站在一座山脚下一样。一座山啊!高耸入云,一眼望不到顶的大山!
而我们人类,在微生物眼里又有多大呢?如果把一个人变成微生物那么小——天哪,那个人就会比整个地球还要大!他的一根手指头,就会比太阳还要大好几倍呢!
这个比喻是不是很震撼?下次去海边玩的时候,你可以捡起一粒沙子,好好端详一下它。想想看,如果你是微生物,这粒沙子就是一座巍峨的大山呢!
用数字来测量
除了比喻之外,我们还可以用数字来更精确地了解微生物的大小。
我们已经知道,一根头发丝大约是0.07毫米粗。0.07毫米,你用眼睛还能勉强看到。
现在让我们来看看不同微生物的大小:
细菌:大约0.001毫米(1微米)左右。也就是说,把100个细菌排成一排,才刚刚和一根头发丝一样粗!
病毒:大约是0.0001毫米(0.1微米)左右。把1000个病毒排成一排,才有一根头发丝那么粗!
真菌(酵母菌):大约0.005毫米(5微米)左右。比细菌大一些,但还是很小很小。
天哪,这些数字是不是已经把你绕晕了?没关系,让我们再来看看另一个更形象的比喻。
用排队来理解
想象一下,你要和你的好朋友们玩一个游戏:大家手拉手排成一排,从地球的这一头排到那一头。地球的一头到另一头,大约是40000公里,也就是40000000米。
如果排队的都是像我们这样的普通人,每个人大约1.5米高,那么大概需要2600万人才能从地球的一头排到另一头。
但如果排队的是细菌——每个细菌只有0.001毫米长——那么需要多少细菌才能排成同样的距离呢?
答案是:40000000000000个细菌!
4000后面加11个零!这个数字太大了,大到我们根本想象不出来!
而如果是病毒的话——因为病毒比细菌还要小100倍——需要的数量就要再乘以100,那就是4000000000000000个病毒!
4000后面加15个零!!!
这个数字如果写出来,大概需要这么长:
4000000000000000
你是不是已经数不清有多少个零了?这就是为什么我们说微生物“很小很小”——小到令人无法想象!
我们的身体里能住多少微生物?
好了,现在你已经知道微生物有多小了。那么你可能会问:这么小的微生物,我们的身体里能住得下多少呢?
答案会吓你一跳哦!
科学研究发现,我们每个人的身体里,大约住着38万亿个微生物!
38万亿!让我把这个数字写出来:380000000000000!
天哪,这得有多少个零啊!
38万亿是一个什么概念呢?让我们来做个比较:
组成我们身体的细胞大约有30万亿个。
也就是说,我们身体里的微生物数量,比我们自己身体细胞的总数还要多!
更有趣的是,如果把这些微生物都收集起来,它们的总重量大约是1到2公斤——差不多和你抱着一个大西瓜的重量一样!
“天哪!”你可能会惊讶地叫起来,“那岂不是说我身上背着一个大西瓜那么重的小生物?”
没错,就是这么多!想象一下,你每天背着1到2公斤重的小邻居走来走去,它们就住在你的嘴巴里、皮肤上、肠道里,默默地帮助你生活呢!
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它们的眼睛:列文虎克的神奇发现
说到微生物,还有一个超级重要的故事要讲给你们听。这就是世界上第一个看到微生物的人——列文虎克的故事。
三百多年前的荷兰
这个故事发生在三百多年前的荷兰。
那时候大约是公元1670年左右,距离现在已经有350多年了。在那个年代,人们还不知道细菌、病毒这些微生物的存在。大家只知道世界上有动物、有植物、有石头、有水……但是对于那些住在水里、住在泥土里、住在我们身体里的小小生命,大家一无所知。
那时候的显微镜还很简陋,放大倍数很低,人们用它只能看到一些稍微小一点的东西,比如昆虫的翅膀、花瓣的结构什么的。但是想看到细菌?那可太难了,因为细菌实在太小太小了。
就在这个时候,一个叫安东尼·范·列文虎克的荷兰人出现了。
列文虎克是谁?
列文虎克于1632年出生在荷兰的代尔夫特。他的家里并不富裕,爸爸是个编织工人,妈妈是个普通的家庭主妇。列文虎克小时候没怎么上过学,十六岁就出来打工了。他做过布店学徒,后来还当过市政府的小职员。
但是列文虎克有一个爱好——他特别喜欢磨镜片。
在当时,显微镜和放大镜都是用手工磨制的镜片做成的。磨镜片是一项需要极大耐心和技巧的工作,需要把玻璃磨成非常精确的曲率,才能达到需要的放大效果。
列文虎克不知道从哪里弄来了一些工具,开始自己学习磨镜片。他磨啊磨,失败了无数次,但他从不放弃。慢慢地,他的技术越来越好,磨出来的镜片越来越精细。
后来,列文虎克干脆辞掉了工作,专门在家磨镜片。他把自己关在小房间里,一遍又一遍地练习。他的邻居们都很奇怪:“这个人整天不出门,在家里干什么呢?”
他们不知道,列文虎克正在创造历史!
惊人的放大倍数
经过多年的练习,列文虎克磨出的镜片越来越厉害。
当时其他人磨出的镜片,放大倍数最多也就几倍、十来倍。但是列文虎克磨出的镜片,居然能达到200倍、300倍的放大效果!
这是什么概念呢?
200倍的放大效果,意味着如果一个东西原本只有1毫米大,用列文虎克的镜片看,就会变成200毫米——也就是20厘米——那么大!本来看不见的东西,一下子就变得清清楚楚了!
列文虎克对自己的发明非常保密。他把镜片装在各种稀奇古怪的支架上,有的是一个铁片上挖个小孔,镜片嵌在里面;有的是两片金属片夹着一片镜片;还有的是一个精巧的小盒子,镜片固定在特定的位置上。
他不让别人看他的工具,也不告诉别人他是怎么磨的。他就一个人待在小房间里,一遍又一遍地观察各种东西。
他观察过雨水、观察过井水、观察过自己的牙垢、观察过树叶、观察过蜜蜂的腿、观察过自己的血液……
他的发现,彻底改变了人类对世界的认识!
牙垢里的新世界
有一天,列文虎克突发奇想,想看看自己的牙垢里有什么东西。
牙垢是什么?就是牙齿上那层黏黏的、黄黄的东西。如果不刷牙,时间久了牙齿上就会有一层牙垢。牙垢闻起来臭臭的,大家都知道要刷牙把它弄掉。
列文虎克从牙缝里刮下来一点点牙垢,放到镜片下面,然后凑过去看——
“天哪!!!”
列文虎克差点从椅子上摔下来,他看到了什么?
在那小小的牙垢样品里,有无数个奇形怪状的小生物在蠕动!它们密密麻麻、挤挤挨挨,简直就像一个热闹的小城市!有的像小棒子,有的像小圆球,有的像弯弯曲曲的蛇,还有的长着尾巴游来游去。
列文虎克从来没有见过这样的东西!他惊讶得说不出话来。
他揉了揉眼睛,又看了一遍——没错,那些小东西还在!它们确实在动!它们是活的!
“天啊,”列文虎克自言自语,“我的嘴里居然住着这么多的小生命!”
后来,列文虎克又看了很多很多次自己的牙垢。每次他都能看到这些小生物,但是他从来不让别人看他的显微镜。他觉得这是他自己的秘密。
给英国皇家学会的信
1676年,列文虎克终于鼓起勇气,把他的发现写成了一封信,寄给了英国皇家学会——那是当时世界上最著名的科学机构之一。
他在信中写道:
“亲爱的先生们,虽然这可能听起来很不可思议,但请相信我,我在自己的牙垢里看到了数以万计的小生物。这些小生物小得不可思议,一百万个加起来可能还没有一粒沙子那么大。它们形状各异,有球形的,有棒形的,还有像蛇一样弯曲的。它们在不停地运动着,活得好好的……”
英国皇家学会的科学家们读完这封信,第一反应是:这个人是不是疯了?
“一百万个加起来还没有沙子大?那得多小啊?”
“而且居然还有活的?这么小的东西怎么可能活着呢?”
“他肯定是在胡说八道!”
很多人都不相信列文虎克说的话。但也有一些人觉得,也许这个荷兰人说的话是真的呢?
于是,英国皇家学会派了一位名叫罗伯特·胡克的科学家去拜访列文虎克。罗伯特·胡克当时也很有名,他自己也是制造显微镜的专家。
胡克来到列文虎克的家,亲眼看到了列文虎克的显微镜和观察结果。
你猜怎么着?
胡克惊讶得说不出话来!
因为列文虎克说的全是真的!那些小小的生物确实存在!它们确实在牙垢里活着!而且数量比列文虎克说的还要多得多!
“天哪,”胡克激动地说,“这是真的吗?世界上居然还有这么小的生命!”
列文虎克得意地笑了:“当然是真的!我观察了无数次,每一次都能看到它们。”
后来,英国皇家学会正式确认了列文