微生物多样性与土壤功能

无处不在的微生物

土壤微生物。土壤是微生物生活的最好的场所。土壤具有微生物生长所需要的各种条件。首先，土壤中有丰富的有机质，能为微生物提供碳源、氮源和能量；同时也有丰富的无机矿物质，为微生物的生长提供矿物养料。土壤的良好持水性，保证了微生物生长繁殖所需要的水分。土壤的多孔性贮留了许多空气，能满足好气性微生物的需求。另外，土壤的酸碱度接近中性，渗透压在3～6大气压之间，与微生物生长繁殖所要求的相似。土壤中，温度相对稳定。这些，都能满足微生物生长繁殖的要求。因而土壤事实上是“微生物天然的培养基”。在这里微生物的种类最多，数量也最大，据估测，通常一克肥土含有几亿至几十亿个微生物。贫瘠的土壤每克所含的微生物量也在几百万至几千万之多。其中既有非细胞形态的微生物，也有细胞形态的微生物及藻类和原生动物。

土壤微生物，以细菌为最多，通常占土壤微生物总数量的70%～90%，主要是腐生性菌，少数是自养性的。细菌虽小，但由于数量多，所以生物量也高，所谓生物量，是指单位体积中，活细胞的重量。据估计，土壤中细菌的生物量，若以每亩半尺深耕作层的土壤重30万斤计，则每亩土壤的这一深度内细菌的活重为180～460斤。以土壤有机质含量为3%计算，则所含细菌的干重约为土壤有机质的1%左右，而占土壤重量的万分之三左右。由于它们个体小，数量大，与土壤接触的表面积特别大，成为土壤中最大的生命活动面，也是最活跃的生活因素，时刻不停地进行着与周围环境的物质交换。土壤类型不同，土层深度不同，季节的不同，降水量的多寡，土壤反应，耕作制度等都对细菌的分布和活动产生影响。一般来说，富含有机质的黑钙士比有机质缺乏的灰化土含有的细菌要多。表层土中的数目和种类也都比深层土中多。特别是硝化细菌、纤维分解菌和非共生固氮菌等更是随土层深度的增加而急剧减少。土壤中有机质的矿化以春秋两季最甚，因而菌数也会相应增加。土壤中含有的空气和水分是对立的，降雨量过多，碍及通气，好氧性细菌的数量会减少。土壤过酸或过碱对很多细菌的生长都是很不利的。耕作可以改善土壤中空气和水的状况，促进好氧性菌的活动，有利于有机质的分解。

土壤中放线菌的数量也很大，仅次于细菌，每克土壤含有几百万到几千万的菌体和孢子，约占土壤中微生物总数的5%～30%。它们多喜欢碱性富含有机质的温暖的土壤。放线菌数量虽比细菌少，但由于体积大，比细菌大几十倍到几百倍，所以，在土壤中的生物量并不低于细菌。放线菌耐干燥能力较细菌要强，能存在于干燥的土壤乃至沙漠中，它们随土壤深度的增加而减少的速度比细菌慢，因此，深层土壤中放线菌往往比其他微生物要多。真菌主要分布在土壤的表层，由于它们喜酸性，因此，在酸性森林土壤中更多。真菌在数量上要比细菌和放线菌要少，每克土壤只含几万至几十万个，但由于其菌丝很粗，个体体积较细菌和放线菌大，所以它们的生物量也不少。土壤中真菌含有霉菌、酵母菌和担子菌等。这些真菌往往具有很强的分解能力，有不少真菌能分解许多微生物所不能分解的纤维素、木质素等物质，从而有助于改善土壤的结构，提高土壤肥力。

此外，土壤中还含有藻类和原生动物。藻类具有光合色素，能通过光合作用，增加土壤中的有机物。原生动物是土壤中异养的小动物，它们吞食各种有机物、藻类和菌类，它们对土壤中的物质转化和在藻类、菌类数量调节方面起着很大的作用。

由上述可见，土壤中微生物的数量是极为庞大的，其数量和种类远远超过任何高等生物量。那么这许许多多名不见经传，极不起眼又极不平常的小小生物到底有什么用呢？

事实上，微生物是极为有用的，它们在土壤的形成，自然界中的物质转化，以及对动植物的生长都有巨大的作用。

地球的表面最初也是由各种岩石所组成的，这表层的岩石经风吹、日晒、雨淋等自然力的作用下逐渐风化，形成岩石碎粒。而在这同时，表层土壤也有了一些原始的微生物，这些微生物有许多是自养型的固氮微生物，它们能利用岩石碎粒中的无机盐来提供能量，进行生长繁殖，并能把空气中游离的处于稳定状态的N2固定下来，使原始的土壤中有了能供植物利用的氮源。这样，各种植物开始在土壤中生长，植物的生长又进一步改善土壤的结构和物质的组成。而植物的生长又引来了许多动物的定居。植物的枯枝败叶，动物的排泄物、分泌物、尸体最终落到土壤中，而土壤中另一些微生物把这些富含有机物的动植物残体和废物进行分解，由此，产生了构成土壤最重要的一层成分——腐殖质，这是一层黑色的，具有黏性的，有活力的土壤有机成分。有了它，土壤才具有良好的团粒性和能保持持久的肥力，所以成熟的土壤是由来自岩石的矿物质、水、空气、来自动植物的有机物和微生物所组成的混合体。腐殖质则是有机物和微生物的混合物，是土壤最重要的组成成分。土壤中所含的各种微生物在自然界物质转化中起着极为重要和不可替代的作用。

植物生长需要各种养分，其中氮是植物所需的最重要的养分之一。空气中富含N2，但植物不能直接利用N2，必须把N2转化成矿物态的N2才能供植物利用，现在，农田里广泛施用化肥——化工厂里人工合成的氮肥。但人工合成氮肥是有限的，全世界所有的合成氮工厂的年生产能力也只有0．4亿吨左右。这满足不了日益增长的对氮肥的需求。现在，全世界每年大约需要1．75亿吨氮肥。而土壤中含有许多微生物具有固氮作用，如甲烷菌、根瘤菌、光合固氮菌和蓝细菌等，它们每年能直接从空气中固氮1亿多吨供自身及植物利用。微生物固氮，不会像人工固氮需要投入大量资金建工厂，消耗许多能源和产生许多污染物，它们固氮只需在常温常压下就能进行。

矿物态的氮素，连同其他成分如磷、钾、硫等被植物吸收后，植物开始生长和进行生命活动，在这些过程中，植物利用光能进行光合作用，固定CO2，合成葡萄糖、淀粉、纤维素等。同时，也利用含氮物质合成含氮有机物。这些碳水化合物、含氮有机物通过生态系统的食物链一级级地传递，使碳水化合物、含氮有机物等进入到食草、食肉动物体内，也进入到我们人类的体内，供我们进行生命活动需要。

植物枯死后的枯枝败叶，动物生命活动过程中排出的各种排泄、分泌物以及动物死后的残体又进入到土壤。而这些东西是由有机物所组成的，它们不能直接作为养分供给植物利用，此时，又需要微生物来大显身手了。

土壤中和动植物体上都含有各种腐生性的微生物，这些微生物开始残食动植物的尸首和废物了。

对于淀粉、纤维素类多糖，微生物利用它们机体所含的各种水解酶先把它们降解成葡萄糖，然后，葡萄糖又在各种酶的作用下被分解为有机酸（如乳酸、乙酸等）、醇类（如酒精、甲醇等）、甲烷、H2等。此后，这些中间产物再进一步被氧化变成CO2和水。从而把它们释放回大气和土壤中。

对于含氮有机物（主要是蛋白质），则在蛋白水解酶的作用下被降解变成肽类、氨基酸等，氨基酸可通过脱氨基和脱羧基作用被分解为胺、碳水化合物及氨气等，这些可再进一步分解，变成硝酸、CO2和水等。而土壤中另有一些细菌，如硝化细菌和反硝化细菌，能把土壤中的硝酸盐进行转化，有的被还原成N2回到大气中去，实现物质的循环转运。

土壤中的微生物除了能对上述碳素和氨素进行转化之外，对硫、磷、铁、铜等元素也能进行转化，实现物质的循环。

正是由于自然界中存在的微生物的转化作用，才使得地球这个物质资源有限的星球能周而复始地进行一代代的生命体的循环，使地球物质资源不会枯竭，使地球上的生命体代代相续。

不仅如此，存于土壤中的微生物及后来转移到动植物体上的微生物对动植物的生长发育也产生极为重要的作用，具体作用将在以后的章节再谈。

水体微生物。严格意义上讲的水应该是不含有微生物的。因为，单纯的水不能养活微生物。但是，在自然界中，江、河、湖、海、城市的下水道、田野中的水沟、水塘都有很多微生物，甚至温泉中也能找到微生物，水中微生物主要来自土壤、空气、动植物体、工厂和生活污水等，其次，在泉水与海洋中因有特殊的条件，也有固有微生物的存在。

水中微生物的分布根据水的理化条件和进入水中的微生物数量的不同而有很大差异。在静水池中微生物数量较多，流水中较少；池水和湖水微生物的数量，决定于水中有机质的含量，有机质越多，微生物量越大；地下水、井水和泉水因为经过很厚土层的过滤，含有营养物质少，因而微生物数量也少。但不同地层的地下水所含的微生物种类、数量也不同，在含石油的地下水中含大量能分解碳氢化合物的细菌；在泉水中若含铁，则常发现有铁细菌，含硫则可能发现硫细菌。海水由于其特殊的盐分、低温、高压等情况，不利微生物存在，故海水中微生物的量较淡水少。但海底由于有机沉积物多而含有许多微生物。

湖泊、塘沟、河流等水中的微生物大部分来自土壤和生活污水，尤其是生活污水，如通过大城市的河流，汇集了许多污水，其含微生物量极高，而远离城市的河流则洁净澄澈，含微生物量较少。所以，在很大程度上，这些水中微生物类群和数量直接反映了陆地上的情况。因而，我们可以通过检测水中含有的微生物数量和品种来判断水质的污染程度及污染来源。水中常含有许多致病菌，如霍乱、伤寒、痢疾、炭疽、丹毒等的病原菌，这些往往都是由于传染源污染的结果。而由污染的水源传染的传染病造成的危害也是巨大的，特别是一些肠道传染病，如霍乱、伤寒、流行性肝炎等。

水中污染的微生物除了传播一些疾病外还能影响水质，破坏供水设备。如铁细菌可产生黏液，使水变色，并产生不良的气味和味道，同时铁细菌能将不溶性的物质沉积下来，这往往引起管道生物垢的形成而影响流速。而某些硫细菌具有产酸的作用，能将硫氧化成硫酸而引起管道的腐蚀。

虽然水中有些微生物给人类带来了一些麻烦，但绝大多数是水体中物质的自然生物循环的一个链。藻类、水生植物利用光合作用把无机物合成为有机物，鱼类以藻类、水生动物和水生植物为食物，而鱼类又被水鸟、食鱼兽、人等食用。在这些动物的活动中，产生了许多含有机物的废物，这些被排到水体后，又被水中的微生物所分解，变成为无机物，又可供植物和藻类利用，如此循环往复。

空气中的微生物。由于空气中缺乏营养，缺乏微生物生存的条件，因而，空气中存在的微生物是暂时的。虽然如此，空气中却含有相当数量的微生物。空气中微生物主要来自土壤飞扬的灰尘、水面吹起的小液滴及人和动物体表的干燥的脱落物和呼吸所带出的排泄物等。这些有微生物吸附的尘埃和小液滴随气流在空气中传播。

空气中微生物的数量直接取决于空气中尘埃和地面微生物的多少。大工业城市上空微生物最多，乡村次之，森林、草地、田野上空比较清洁，海洋、高山以及冰雪覆盖的地面上空，微生物量就更稀少了。

空气中的微生物的垂直分布也随着高度而改变，离地面越高，空气越洁净，含微生物量越少。

室内空气的微生物量一般比室外要多，特别是公共场所，如电影院、学校等每立方米空气常含有二万个以上细菌。宿舍空气中的含微生物量比一般房间要高。

空气中含有的微生物种类主要为真菌的孢子、细菌的芽孢和某些耐干燥的球菌，如葡萄球菌。空气一般不含病原微生物，但在病人、病畜附近，传染源排出的病原体也散布在空气中，特别是一些呼吸道传染病。例如，某地正流行流行性感冒，则该地空气中就含有许多流感病毒，通过空气飞沫传播，该病可以很快在易感的人群中流行开来。此外，还有许多能耐干燥的病原菌，它们随着病人、病畜的分泌物、排泄物而排出体外，当这些排出物干燥后，病菌也随尘土飞扬起来，散布在空气中。当然，许多病原菌在空气中逗留的时间是短暂的，它们可以很快被日光所杀死，但在阴暗角落，有些耐干燥病菌可以长久存在。如结核杆菌在尘埃上，9个月还有感染力。像这样的病菌就比较危险，因此，如有条件，要经常开窗通气，并经常消毒以保持空气的新鲜和洁净。

植物体与微生物高等植物是土壤中有机物的主要来源，而对主要靠分解有机质为生的微生物来说，植物是它们最主要的营养源，土壤微生物分解有机质供高等植物吸收利用。植物产生的有机质则直接或间接供微生物分解获得能量而维持生命。植物和微生物间产生了巧妙和谐的互利关系。因此，微生物和植物间的关系是极为密切的。

植物体微生物的分布主要有这几种情况：①根际微生物；②附生微生物；③植物与微生物的共生体；④植物的寄生微生物。

根际是微生物生活特别旺盛的环境，在根际范围的土壤中的微生物量比根外土壤中微生物的量要高出几倍到几十倍。根际之所以有这么多微生物分布，主要是与根系的生命活动中，不断地改变周围土壤环境，丰富了土壤有机质密切相关的。首先，植物在生长发育过程中所产生的一些代谢产物由根部分泌到土壤中，成为根际内微生物的有机营养物质。这些营养物质包括氨基酸、维生素、糖类、有机酸、生物碱、磷脂及其他成分。这些物质有的对根际微生物生长有促进作用，有的则可能有选择地产生抑制作用。其次，根系也向土壤分泌多种酶，如蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶等，这些酶，可促进土壤中有机物的转变，从而更有利于根际微生物的吸收和利用。第三，根系的发育产生了许多死亡的根毛和表皮细胞，这些细菌破裂所释放的物质可供根系微生物饱餐一顿。由于这种种的原因，根际吸引了一大批的微生物在此安家落户，生儿育女。而这些在根际落户的微生物吸收了根所供给的各种养分后，也不忘恩而适时报答给植物。在生态平衡时，根际微生物具有下列生理作用：①生物固氮作用：如固氮刚螺菌和其他固氮细菌为植物提供了很多的氮素。②促进植物对各种养分的吸收：通过根际微生物的转化作用使许多物质变成植物可吸收的养分。③生长刺激作用：根系微生物能产生许多影响植物根系发育的有机化合物，如小麦根际的细菌能合成靛乙酸，靛乙酸是一种促进植物生长的植物生长激素。而有的微生物能合成赤霉素类化合物，能提高种子发芽率和根毛的发育。④他毒作用：根际微生物可以分泌一些抗生素类的物质，所有这些物质能抑制其他微生物生长；另外，也有一些微生物可产生一些对其他植物有毒害作用的物质，所有这些保护了宿主植物和根系自身的微生物群落，以便让这些生物有更有利的生活空间。

植物在地上部分的器官上也分布着许多微生物，包括多种细菌、酵母菌和少数丝状真菌，此外还有微生物的孢子，附生于植物表面的微生物主要靠植物所分泌出的有机物，如蜡质、糖汁等为生。

还有一种植物与微生物的共生体：这种共生体的典型例子就是根瘤菌和豆科植物所形成的共生体——根瘤。根瘤菌作为异养菌可以自由生活在土壤中，但自由生活的根瘤菌无固氮作用。而在适宜的条件下，它侵入根须，与植物的根组织共同形成根瘤。根瘤菌在根瘤内从植物根部获得营养而生长繁殖，同时进行固氮作用，而产生的氮素则通过植物的根吸收，可供植物生长发育所用，这样，根瘤菌和植物间互利互惠，成为生理上的一个共生联合体系。除豆科植物与根瘤菌能形成这种关系外，放线菌的内生菌也能与某些木本植物如杨梅、沙棘等的一些品种形成根瘤。

红萍和固氮蓝细菌也能形成共生体。红萍鳞叶腹腔中共生着一种鱼腥藻，后者是蓝细菌的一种，其有旺盛的固氮能力。红萍从这种固氮蓝细菌的代谢产物中得到氮素养料，而鱼腥藻则在红萍体内得到各种营养物质。这也是典型的一种植物的共生关系。

植物与微生物共生体的第三种形式是形成菌根。所谓菌根是某些真菌在一些植物根部发育，菌丝体包围在根表面或侵入根内同根组织共同发育，从而建立了共生关系的一种共生体。植物根部发生菌根是一个较普遍的现象，现已发现有2000多种植物有真菌共生形成菌根。根据形态结构，菌根可分为外生菌根和内生菌根两个类型。菌根的形成可以促进植物的生长，因为共生根上的真菌可以分解土壤中的有机物，同时促进根对各种营养的吸收。菌根对有些植物影响极大，如兰科植物的种子若没有菌根共生就不能发芽，杜鹃花的幼苗需有菌根共生才能存活。

植物上除共生或附生着许多微生物外还寄生着各种微生物，包括细菌、放线菌、真菌和病毒等。这当中有许多是植物病害的病原菌。寄生性的微生物需要从植物体内摄取养料，所以往往造成植物的伤害。

植物上的寄生微生物有的是严格寄生的，有的是兼性寄生的。严格寄生的微生物，一般只能在特定的一种活的植物体内生长繁殖，一旦离开植物体就不能生长，如致植物病害的各种病毒。而兼性寄生微生物则既能在被寄生的植株上生长繁殖，也能在土壤等外界环境中生长，而且这类微生物致病也往往是有条件的，故可称为条件致病菌。如引起水稻纹枯病的病原菌——薄膜霉，引起棉花枯萎病的病原菌——镰刀菌等都属于这一类。

人和动物体上的微生物正常的人和动物体上都存在着许多微生物。有人估测过，正常的成年人体内含有的微生物量可达10¹4个。而有的动物体内含微生物量就更多，如反刍动物的瘤胃液中每毫升含有的微生物数量就达10¹3个之多。这些微生物广泛分布于动物的体表、消化道、呼吸道和泌尿生殖道的管腔中。

正常的胎儿体内是不含有任何微生物的，而当胎儿从母体产出数小时后就可以在体表和与外界相通的体腔中分离到微生物。这说明，人和动物体上最初的微生物是婴儿在产生过程和产后与周围环境接触以后才由母体的阴道和周围环境污染而带上的。

由于人和动物的体表及与外界相通的管腔连通外界环境，而外界环境中都有许多微生物的分布。因此，环境中的微生物不可避免地要转移到人及动物体上来。但是微生物要在人和动物体上定植下来，却需要有动物体与微生物间的相互适应过程及微生物种间相互适应的过程。

由于人和动物体作为一个完整独立的个体，无论在其生理结构和生理功能上都有排斥异物，排斥外来入侵者的机制。拿人体来说，人有一整套的免疫系统，既有非特异性的免疫功能也有特异性的免疫功能。人的皮肤和黏膜结构紧密，间质少不利微生物的侵入，此外，人的皮肤、黏膜上还有一些特殊结构，如细胞衣、纤毛和微绒毛等，这些可以阻止微生物的粘附。同时人的皮肤和黏膜组织还分泌许多抗菌的物质，如唾液中的溶菌酶，表皮分泌的乳酸，皮脂腺分泌的皮脂，胃分泌的胃酸，肝脏分泌的胆汁等等，这些东西在很大程度上都对微生物有杀灭和清除作用，对微生物附植定居都极为不利。而上述这些只是人体最初级的防御功能，事实上，在人体中还有专门的免疫系统。骨髓，是产生各类细胞包括各种淋巴细胞的大本营；胸腺是某些淋巴细胞成熟的根据地；而淋巴结、扁桃体等则是淋巴细胞的定居地及免疫反应的场所。淋巴细胞具有吞噬外来侵略者的作用，此外，淋巴细胞还能分泌许多物质，如抗体、白介素、干扰素等去清除杀灭入侵的微生物，人有这种机制，动物体也有这样的机制。

按理说，由于人和动物体有这么许多排斥异物的机制存在，微生物要在人和动物体上定植是不可能的。但是，与事实相反，不仅有微生物定植，而且，人及动物体与定植的微生物间形成了一种相互依赖，互利互惠的共生关系。人和动物离开这些微生物反而生长不良，或患病不断，这在无菌动物的培育中得到证明。

事实上，人和动物与微生物间相互适应形成共生关系是长期自然选择的结果。

微生物要定植到人和动物体上，它必须有牢牢地吸附在动物细胞上的本领，这就要求，微生物表面与动物细胞表面的结构上有相吻合之处，即存在着受体。只有两方存在相对应的受体，彼此间才有亲和力，才能形成吸附。因而，一定部位的细胞只能接受一定的微生物，如肠道适宜大肠杆菌的定植；此外，一定种的细胞也只能吸附特定的一些微生物。

不仅如此，我们刚才讲到动物机体相应的部位还能产生许多杀菌抑菌的物质，但许多微生物能适应这些物质。如胃中有胃酸，这对许多微生物都有杀灭作用，但胃中存在着的酵母菌，它能抵抗胃酸的腐蚀；胆汁分泌到肠道，使肠道变成一个碱性环境，而胆汁对绝大多数革兰氏阳性菌有强力抑制作用，但生活在肠道的多数革兰氏阴性菌却安然无恙。又如皮肤分泌的乳酸对许多微生物生长都极为不利，但乳酸菌却能在此大量繁殖。凡此种种，都是微生物与动物体长期的相互适应所产生的结果。适者生存，不适者被淘汰。人和动物体一开始可能对这些“讨厌的入侵者”表现出极大的排斥性，但这些微生物能牢牢叮在动物机体上，并以惊人的繁殖力迅速占领这块地盘，而在生长繁殖过程中，这些微生物产生的许多物质对人和动物的生命活动是有利的。这样，人和动物体就开始默许这些微生物存在了，而且，在以后较长的时间里，人和动物与定居的微生物间形成了和谐的互利的关系。这就完成了动物与微生物相互适应的过程。

在微生物侵入动物机体的时候，往往不是只有一种或两种微生物，而是许多种微生物同时入侵，哪几种微生物最终能定居到动物体的某个部位，则完全要看微生物能否适应动物体及该微生物在生存竞争中是否有优势。因此，在入侵的微生物种间也存在着激烈的生存斗争，我们现在用来治病的各种抗生素，其实就是微生物为了争取到更大的生存空间和得到更多食物来源而产生的抑制其他微生物生长的物质。在微生物生活的微生态系统中，我们可以看到许多有趣的种间拮抗或联合的现象。如在肠道中，厌氧菌可以产生过氧化氢，这对无过氧化氢酶的细菌可产生极大的毒害作用，厌氧菌分解含硫氨基酸产生的H2S能抑制大肠杆菌的生长；大肠杆菌产生的菌素，能影响与它们近缘的种合成核酸，使它们近缘的种不能在肠道生长；但大肠杆菌产生叶酸却可供肠球菌利用。这只是微生态中微生物间相互作用的一个侧面。事实上，微生物间的相互关系是复杂的，它们既有生物拮抗的一面，也有相互共生的一面，当它们间达到生态平衡后，正常的微生物群落也就建立起来了。

当然，人和动物体上正常的微生物种群不是一成不变的，而是随年龄、饮食结构的改变，机体状况及环境条件的改变而经常变化。可以说，人及动物体上的正常菌群处于一个动态平衡之中。有时，由于各种原因这种平衡被打破，则动物可表现出病理状况。如人患霍乱时肠道中正常的厌气性菌急剧下降，而霍乱弧菌数却同步增加；又如仔猪白痢可发现正常肠道中的细菌——粪链球菌和乳酸杆菌数大量减少，而致病性的肠杆菌大量增多。这些都表明，正常菌群建立的动态平衡对动物机体的健康起着多么重要的作用。

微生物在人体和动物体上不同部位分布的情况是不同的。

人和动物的口腔中栖息着各种细菌、酵母、真菌、霉形体、螺旋体、原虫和病毒。正常成年人唾液中可培养的菌总数可达6×10⁹／mL。口腔链球菌是优势菌群，可占到菌总数50%，此外还包括韦荣氏球菌、奈瑟氏球菌、乳杆菌、梭杆菌、类杆菌、酵母菌和原虫等。这些微生物的存在主要是维持口腔的微生态平衡，拮抗致病性微生物的生长。同时有些微生物可以合成一些生长因子供人类和相关的微生物应用。

人和动物的胃肠道正常情况下就有庞大的微生物群落。有人研究证明，如按重量讲，人体携带微生物总重约为1．271千克，其中肠道就占1千克，肺占20克，皮肤占200克，口腔占20克，鼻眼占11克，阴道占20克。胃肠的微生物量占人体总微生物量的78．67%，其中粪便重量的1／3～2／5是微生物。胃中由于有胃酸的存在，因而，数量较少，但还能检出有乳杆菌和酵母菌。小肠上段有胆汁，可以抑制革兰氏阳性菌生长，所以含菌少，但越往后，细菌总数越多，其中，多数为厌气性菌，在电镜下，可以看到小肠黏膜的上皮细胞上有大量的分节的丝状原核细胞粘附，但这些微生物还无法分离和鉴定。大肠段微生物总量是胃肠道系统中最大的，每克粪便所占的菌数可达10¹1个，可占到粪便重量的40%，而且90%以上是活的。大肠中分布的微生物多数是厌气性的，少量是兼性厌气的。其中类杆菌、优杆菌、消化球菌和双歧杆菌占多数，而粪链球菌、大肠杆菌和乳杆菌相比要少得多，此外大肠中还有少量的韦荣球菌和韦氏梭菌等产芽孢菌。

此外，人和动物的呼吸道、泌尿生殖道和皮肤表面也有大量微生物的存在。这些微生物的存在除了建立起正常的微生态平衡外，它对宿主的作用也是明显的：①由于微生物的存在改变了宿主的一些组织结构和功能，如小肠黏膜，无细菌附植时，肠壁很薄，肠绒毛变尖变小，这不利于肠的吸收功能。②营养作用：由于有正常微生物的存在，特别是胃肠道，某些微生物可以合成一些动物机体所必需的养分，如肠道细菌可向宿主提供B族维生素和维生素K。肠道细菌含有许多酶，有些是动物机体所不含的，这些细菌可以将一些复杂的有机物分解，产物供给宿主利用，这利于宿主的生长。③刺激人和动物体的免疫系统，建立抗感染免疫：正常微生物对动物机体的刺激可以使各种免疫器发育成熟，功能更完善，产生更多的免疫活性细胞，为抵抗病原性微生物的侵入做好准备。正常微生物对动物机体免疫功能的建立的作用在无菌动物中得到证明，由于无菌动物缺少微生物的刺激，因而，各个免疫器官都不发达，免疫活性细胞也很少。因而，无菌动物很娇弱，它只能在封闭隔离的无菌空间中生活，一旦放到开放的空间中饲养，则很快就会死掉。④生物拮抗作用：正常微生物群落在人及动物体上的分布可有效阻止病原性微生物的侵害，正常微生物占据着有效的空间，病原微生物无法插足；此外，正常微生物在代谢过程中可以产生许多具有排他作用的物质，这些物质也可以有效地抑制和杀灭病原微生物。

不仅如此，有些微生物群落在某些动物上的分布对动物维持正常生命起着不可缺少的作用。

反刍动物的瘤胃，马属动物、啮齿动物的盲肠，对这些动物是不可缺少的。但在这些器官中真正起作用的则是其中的微生物。由于高等动物不能分解纤维素、半纤维素等复杂的有机物，而反刍动物、马属动物和啮齿动物是食草的，草当中主要是纤维素，这些动物要从草当中得到营养和能量就必须分解纤维素。感谢造物主，给牛羊造就了一个瘤胃，给马属动物和啮齿动物造就了一个特别发达的盲肠。

在瘤胃和盲肠中，含有各种微生物和原虫，其中细菌最多，原虫也不少。细菌中多数为无芽孢的厌氧菌。这些细菌主要有：①纤维素分解菌：这类细菌有纤维素酶，能降解纤维素。这类细菌分解纤维素需要多种细菌共生时才能发挥高效率。②半纤维素分解菌：它们能利用半纤维素。③淀粉分解菌：它们含有淀粉酶能将淀粉分解形成麦芽糖、葡萄糖，这些糖类对其他的菌如纤维分解菌的生长有利。④蛋白分解菌：这类菌占的比例较大，可以把蛋白质分解，供其他微生物合成菌体。⑤脂肪分解菌。⑥产甲烷菌：能在瘤胃中产生甲烷。

原虫在反刍动物的瘤胃中有很大的数量，每毫升瘤胃液可含有10⁵～10⁶个，主要是纤毛虫，纤毛虫是严格厌氧的。它们可以发酵植物饲料并利用发酵的分解产物作为能源。

由此可见，瘤胃也是一个有多种微生物分布的混合发酵体。这其中的微生物，相互为对方提供一些养分，而它们共同的作用则是把植物的一些很难分解的成分分解，供动物体利用，同时它们自身合成许多蛋白质，这些蛋白质最终可被动物消化吸收。

微生物对人类可以说一手拿着橄榄枝，一手托着潘多拉魔盒，既可以把和平带给人类，也可以把灾祸降给人间。这全看人类如何与它相处了。