細(xì)菌與金屬似乎是兩種“風(fēng)馬牛不相及”的東西，但在科學(xué)家的眼中卻是有關(guān)系的，它們或互為克星、或相互利用，科學(xué)家們也從它們的關(guān)系中獲得很多啟示，并利用它們的關(guān)系為人類造福。
　　
　　在砷中生長的細(xì)菌
　　
　　最近，美國航空航天局(NAsA)發(fā)現(xiàn)了可在砷中生長的細(xì)菌。這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)不僅推翻了科學(xué)界對(duì)生命本質(zhì)的看法，還有助于全新地看待生命形式，拓展外星生物探測(cè)領(lǐng)域的研究。
　　科學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)地球生命能利用砷代替磷，無疑是生命探索領(lǐng)域的一個(gè)突破，但它與外太空生物探測(cè)有什么關(guān)系呢?一直以來，我們對(duì)外太空生物的猜測(cè)都是以地球上的生命形式作為出發(fā)點(diǎn)的。在外太空科學(xué)研究中，也多數(shù)以地球生命的結(jié)構(gòu)和生存環(huán)境為條件去尋找外太空的生命。例如，我們一直覺得土星太冷，金星太熱，那上面是不可能有生物存在的。但是，是否有可能外太空生物的生命形式與地球完全不同，可以生活在完全不適合地球生物生存的環(huán)境下呢?在天馬行空的科幻小說中曾描述過這種生物，但科學(xué)家卻沒有找到可靠的證據(jù)。
　　細(xì)菌可以在砷環(huán)境中生長的發(fā)現(xiàn)給了我們新的啟示。目前被命名的生物有兩百萬種左右，在已知生命形式中，認(rèn)為具有劇毒的砷是危害生命的毒素，生物無法生活在這種條件下。但是，美國航空航天局贊助的研究卻找到了一種只依靠砷就可以生存的細(xì)菌。這樣，至少在探索其他星球是否有生命存在的條件時(shí)，不再將砷排除在外，這是宇宙生命形式上的突破。
　　
　　使細(xì)菌致命的鎵
　　
　　抗生素的濫用，使很多細(xì)菌產(chǎn)生了耐藥性，“超級(jí)細(xì)茵”就是臨床上出現(xiàn)的多重耐藥茵，普通的殺菌藥物——抗生素藥物對(duì)它不起作用，病人會(huì)因?yàn)楦腥荆霈F(xiàn)可怕的炎癥，高燒、痙攣、昏迷直到最后死亡。因此，人類尋求一種戰(zhàn)勝超級(jí)病菌的新藥物，但一直沒有奏效。
　　如今，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)金屬有可能成為消滅這些耐藥病菌的有力武器。一種稀有金屬鎵可能成為抗藥性細(xì)菌銅綠假單胞茵(即綠膿桿菌)的克星。綠膿桿菌是醫(yī)院內(nèi)感染的主要病原茵之一。患代謝性疾病、血液病和惡性腫瘤的患者，以及術(shù)后或某些治療后的患者很容易感染上這種細(xì)菌。此茵引起的感染病灶可使患者發(fā)生茵血癥和敗血癥，甚至死亡。由于廣譜抗生素、激素以及免疫抑制劑的廣泛使用，綠膿桿菌對(duì)多種抗生素快速產(chǎn)生耐藥性，使得臨床的抗感染治療越來越困難。
　　然而，綠膿桿菌有一個(gè)致命的弱點(diǎn)：它在合成脫氧核糖核酸(DNA)、傳輸能量以及保護(hù)自己免受氧化時(shí)需要大量的鐵?？茖W(xué)家于是想是否能夠利用綠膿桿菌的這個(gè)“死穴”來消滅它呢?他們?cè)谙∮薪饘僦邪l(fā)現(xiàn)了一匹“特洛伊木馬”——鎵。鎵的離子大小和攜帶的電荷都與鐵類似，但卻無法執(zhí)行鐵的重要任務(wù)。于是，他們以假亂真，用分子結(jié)構(gòu)和分子量與鐵相似的鎵來代替鐵，讓細(xì)茵將它當(dāng)作鐵攝取進(jìn)去。由于鎵攻擊細(xì)茵的模式非常獨(dú)特，細(xì)菌對(duì)這種稀有金屬并不會(huì)產(chǎn)生抗耐性。因此，細(xì)菌在攝取了大量的鎵后，等待它的將是“自取滅亡”。通過實(shí)驗(yàn)他們得到理想的結(jié)果。當(dāng)研究人員向培養(yǎng)綠膿桿茵的培養(yǎng)皿中添加少量鎵后，細(xì)茵的數(shù)量競減少只有最初的千分之一。最新的研究顯示，除了鎵以外，銅也有“消滅”超級(jí)細(xì)菌的作用。
　　
　　“吃”金屬的細(xì)菌
　　
　　在自然界有一群具有“特異功能”的細(xì)菌，它們以“吃”金屬為生。首先發(fā)現(xiàn)的是二些“吃”銅的細(xì)菌。在20世紀(jì)初，一件奇特的事情引起了科學(xué)家們的注意：在美國和墨西哥已開采完、并被水淹沒的舊銅礦中，發(fā)現(xiàn)了大量的銅!這些銅不像是有人放進(jìn)去的，那么來自何處呢?科學(xué)家們猜想，可能是廢礦渣中殘留的銅，在某種因素的作用下“跑”了出來。經(jīng)過科學(xué)家的進(jìn)一步觀察和研究，將銅從舊礦渣中“請(qǐng)”出來的是一類對(duì)銅有著特別喜好的嗜金屬細(xì)菌。這些細(xì)菌以銅為食，進(jìn)行自身的代謝，生長繁殖，同時(shí)促使銅從含銅的硫化物中游離出來，富集到一起，使廢礦“死而復(fù)生”。
　　以上發(fā)現(xiàn)可幫了冶金業(yè)的大忙?？茖W(xué)家們認(rèn)為，有著“鐵齒銅牙”的細(xì)菌，可以幫助人們采礦和提煉金屬，并解決了人們多年來未解決的礦渣再提煉的難題。把含有金屬的礦石或廢礦渣浸泡在含有嗜金屬細(xì)菌的水中，就可以達(dá)到提煉金屬的目的。由于細(xì)茵在探測(cè)、采集、提煉金屬方面特殊的功效，導(dǎo)致了一種新興冶金工業(yè)——生物冶金業(yè)的發(fā)展。
　　首先，可用細(xì)菌來“尋金”。某些芽孢桿茵，如蠟樣芽孢桿菌，對(duì)黃金有特殊的“敏感性”，它們可以嗅出黃金的氣味。因此，人們可以根據(jù)這類細(xì)菌的分布、增殖數(shù)量、與黃金發(fā)生的特殊顏色反應(yīng)等，作為探測(cè)黃金礦的依據(jù)。人們甚至做成微生物探針，帶到野外去用來標(biāo)示黃金的潛在儲(chǔ)量。
　　第二步就是利用細(xì)菌來“吃”黃金了。黃金是一種十分貴重的金屬，雖然在世界上分布很廣，但絕大部分地區(qū)的黃金礦產(chǎn)含量非常低。用化學(xué)的方法來提煉黃金，成本很高，幾噸金礦石只能提煉出幾克的黃金。然而，棲息于自然界中的嗜金細(xì)菌具有采金和煉金的本領(lǐng)，這些細(xì)菌們披掛上陣，利用小巧的身軀隨水鉆進(jìn)巖石和礦渣的每一個(gè)微小縫隙中，將分散的黃金金屬微粒聚集起來，形成天然的黃金礦床。人們就可以從細(xì)菌液浸提物中收集到濃度比較高的金子。
　　細(xì)茵這種“吃”金屬的“特異功能”不僅為冶金業(yè)帶來了新的生機(jī)和希望，而且還有凈化環(huán)境，清除污染作用。例如，全球大量的核廢料正在蠶食著人類的生存空間，清潔這些有毒廢料的常規(guī)辦法通常非常昂貴，而且效果不佳，人類必須尋求一種新的途徑來解決核廢料對(duì)環(huán)境的破壞。德國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了能夠在核廢料中生存的球形芽孢茵，它們能夠清潔核廢棄場中的有毒金屬。
　　
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