知識拓展

極端微生物

極端微生物也叫極端環境微生物，是指在一般生物無法生存的高溫、低溫、高酸、高堿、高鹽、高壓、高輻射、太空等異常環境中生存的微生物群體的統稱，例如嗜熱菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜堿菌、嗜鹽菌、嗜壓菌等。開展極端微生物的研究，對于揭示生物圈起源的奧秘、闡明生物多樣性形成的機制、認識生命的極限及其與環境相互作用的規律等，都具有極為重要的科學意義。極端微生物中發現的適應機制，還將成為人類在太空中尋找地外生命的理論依據。極端微生物研究的成果，將大大促進微生物在食品化工、環境保護、人類健康和生物技術等領域的利用。

一、嗜熱微生物

一般把最適生長溫度高于45℃的微生物稱為嗜熱微生物。根據最適生長溫度，可將其劃分為嗜熱微生物（45～60℃）、極端嗜熱微生物（60～80℃）和超嗜熱微生物（>80℃）。目前發現的嗜熱菌大多來自熱泉、海底熱液口、堆肥、火山等極端環境中，它們中大多數屬于古細菌。目前發現的微生物生命最高生存溫度為121～122℃。

二、嗜冷微生物

一般認為嗜冷微生物是指最適生長溫度低于15℃，而在溫度高于20～25℃不能生長的微生物。耐冷微生物是指能夠在低溫甚至0℃下生長，但其最適生長溫度高于20℃。嗜冷微生物和耐冷微生物主要包括細菌、古細菌、酵母菌、真菌、原生動物等。它們的生存環境包括深海、冰川、凍土、人為冷環境等。

三、嗜酸微生物

嗜酸微生物指能在pH 1.0～5.0的環境中生長，但在pH 5.5以上則不能生長的一類微生物，可分為極端嗜酸微生物（最適生長pH<3）和中度嗜酸微生物（最適生長pH 3～5）。該類微生物的生存環境主要包括熱泉、海底熱液口、礦堆、人或動物胃等。

四、嗜堿微生物

嗜堿微生物包括嗜堿型和耐堿型兩類。一般把最適生長pH在9.0以上的微生物稱嗜堿微生物，其可耐受的pH值為10～12。耐堿微生物是指能夠在pH 9.0以上的環境條件下生長或生存，但最佳生長條件是中性或偏酸性環境。該類微生物的生活環境主要集中在堿礦、鹽堿地等pH值較高的區域。

五、嗜鹽微生物

該類微生物包括嗜鹽型和耐鹽型兩類。前者是一類在一定濃度鹽中可正常生長，且高濃度鹽是生長必需條件的微生物；后者是一類能耐受一定濃度鹽溶液，但在無鹽條件下也可正常生長的微生物。該類微生物生長的高鹽環境包括海洋、內陸咸水湖泊、動物皮毛表面、腌制食品等。

六、嗜壓微生物

該類微生物包括嗜壓微生物和耐壓微生物兩類。嗜壓微生物是指在環境壓力大于40MPa條件下呈現最適生長的微生物；耐壓微生物是指在環境壓力小于40MPa條件下呈現最佳生長，在正常大氣壓下能夠很好生長的微生物。目前，嗜壓微生物研究相對最少，嗜壓機制仍不十分清楚。該類微生物的生長環境主要在深海、高壓等區域。

總之，極端微生物的研究雖然起步晚，但是發展迅速。極端微生物特殊的多樣化適應機制及其代謝產物將使某些新的生物技術手段成為可能，在食品工業、環境保護、醫藥工業、能源利用、遺傳研究、特殊酶制劑生產等領域中發揮著重要的作用，具有廣闊的研究與應用前景。