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主题:【妖道瞎侃】浅谈进化――从细菌的抗药性谈起 -- 水风

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家园 【妖道瞎侃】浅谈进化――从细菌的抗药性谈起

这个题目是很大的,以妖道的斤两,也只能给大家讲一点皮毛。就用两个例子来给大家说明一下好了。主要是加深一下了解。嘿嘿,顺便应付一下差事。

前一阵子,有个关于细菌抗药性的讨论。河里的大夫们已经从医学角度揭示得很清楚了。我想继续深入一点,探讨一下抗药性根本的成因。

说到细菌的抗药性,就不能不说抗生素的来历。抗生素是人们在研究细菌过程中一个偶然的发现。人们发现,如果长过了某种真菌,比如说各种霉菌,什么青霉红霉黑霉白霉的,很多情况下就不会再长别的东西。什么细菌阿,别的真菌阿,乱七八糟的东西,就不会再生长。我们的老祖宗应用这些东西已经很久了。酿酒用的酒曲,其中的主要成分虽然是酵母,但是酵母发酵需要的糖都是来自糖化作用,而糖化作用的主力就是各种霉类。应用霉类的另外一个好处就是不长杂菌。为什么空气中那么多细菌,什么,你看不见,但是把菜放在外面很快就腐败变质大家都见过吧,这就是那些细菌们干的。为什么糖化之后富含营养的酒糟就不会腐败变臭呢?很遗憾我们的老祖宗没有一个问这个问题的,结果就便宜了发现酵母菌的的那个法国人。那个人叫做巴斯德,大家现在喝得牛奶,喝的果汁,都是经过巴氏消毒的,这个消毒法,就是他发明的。

巴斯德发现,真菌,(包括酵母在内)会分泌一些代谢产物出来,抑制其他种类的真菌和细菌生长。酒精是第一种被发现的代谢产物。酿酒酵母制造酒精的能力是如此之高,最终可以达到20%的酒精含量(这个含量也是所有非蒸馏酒能够达到的最高酒精含量),在那么高的酒精含量下,没有任何真菌和细菌可以存活下来,包括酿酒酵母自己。结果就造成了一个真正无菌的环境。真菌的代谢产物五花八门,从酒精,就是乙醇,到甲醇,(工业酒精里面就有,喝了会失明),到甘油,到正丁醇等各种简单的有机物质,到各种复杂的芳香环类物质,到各种奇特的蛋白产物。

在所有这些产物里面,鼎鼎大名的就是抗生素。严格说来,抗生素是指由真菌或者细菌产生的,对于某些种类的细菌或者真菌具有抑制生长到杀死作用的代谢产物。现在临床应用的各种抗菌素不再是直接由真菌或者细菌产生出来的。而是经过了各种化学集团的修饰,使之对细菌具有更强的杀伤力,对于人体和牲畜具有更低的毒性。比如说最早的青霉素的致死率还是很高的,有千分之几。但是现在大家应用的氨苄青霉素或者羧苄青霉素的致死率只有几亿分之一,而且用药量大大减少。

那么抗生素是如何起作用的呢?大家知道一个生命要活下去就要进行新陈代谢,说白了就是吃喝拉撒。在哪一个环节上出了毛病,你都会活不下去。抗生素就是针对这些关键的环节起作用。以青霉素为例,青霉素主要是破坏细胞外的一种可以产生细胞壁的酶。这种酶只有在某些特定的细菌中才存在,所以不会有什么误伤的问题。这种酶的作用就是产生新的细胞壁。如果没了这种酶,新产生的细胞就会缺乏细胞壁的保护。一旦处在不良环境,会很快就完蛋。再以红霉素为例,红霉素主要影响细菌等原核生物蛋白质的合成,蛋白质是生命中重要的结构和功能物质,一旦缺了他,很快会玩完。

那么细菌也是不甘坐以待毙的,他们也有自己的法子来反击。像青霉素,一个法子就是我产生一种新的酶,具有相同的功能,但是不受你的影响。另外一个法子就是我不停的产生原来的酶,你一个青霉素破坏一个酶,我生产一千个不行,就来一万个。一万个不行,就来一百万个。只要生产的速度超过了破坏的速度,青霉素就没辙。还有更狠的,直接生产出一种酶来破坏青霉素,你来一个,我杀一个。看你怎么着。

实际上,因为个体的差异,这些情况一直都存在在各种细菌当中。有个实验就是验证到底抗药性是早就有之还是碰到青霉素才出现的。我现在不给大家讲,哪位有兴趣可以猜一猜。言归正传,就是说,这些抗药性的法子早就在细菌中存在了,但是并不流行。为什么?比方说出门带伞可以防止淋雨,但是天天都带即费力气,又会招人笑话,还不如放在家里好了。细菌也是这样,因为什么措施都不采取的细菌生长的最快,他们的后代也最多。在整个细菌界里面,占了主要的地位。

且慢,这些怎么听起来这么耳熟呢,这不就是达尔文的进化论么。什么过度生殖,生存竞争,适者生存。对了,就是这一套。

以进化论的观点,在平时,没有抗生素存在的情况下,自然选择是倾向于什么都没有的,因为没有负担,所以他们会长的更健壮,更快速,也就会有更多的后代。从而,使细菌群体里面,这样的什么都没有的比例也自然会上升。而一旦有了抗生素,就出现了一个选择,你必须先应付了这个选择,才能谈到发展。所以,以前那些笑得合不拢嘴的统统倒霉了,原来那些有点小手艺的,现在却能够保命了,几个轮回下来一看,怎么大家都会这些小手艺了。这也就是为什么抗药性越演越烈的原因。

如果再给出另外一个抗生素选择,那么这里面只会一个小手艺的不行了,多才多艺的才能活下来。再来一个,就会提出更高的要求,从而产生更加高超的选择。

退一步说,我们不使用抗生素,那么自然选择又会退回到什么都没有的活得最好的地步。这些会手艺的所占的比例也会逐步的下降。

但是有人要问了,是不是会有会小手艺的也变得跟以前不会的一样强壮,长得高,生得快呢?这很显然是完全可能的。我们的进化就是这样一步步得出来的。至于如何应付这样的情况,且待下文分解。

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