微生物与人类可持续发展

人类的生存繁衍和可持续发展依赖于良好的生活环境、安全的食品和清洁的水源。然而，由于各种各样的原因，人类生存的环境（包括土壤、水域、大气）已受到污染，甚至是严重污染，进而通过植物、动物各级生物链污染人类食物和饮用水。许多环境污染物是人类体内激素的替代物和干扰物，具有类似人类体内激素的生理特性，能干扰内分泌系统的正常生理活动，称之为环境激素。这些环境激素可以严重损伤和破坏男性的生殖能力，明显引发女性乳腺癌等女性疾病，诱发少年儿童的性早熟，引发人类不正常心理情绪与行为。在21世纪之初，人类不得不痛苦地面对自身造成的污染的环境，因为环境污染危机已经直接威胁到人类本身的生存繁衍和可持续发展。

可喜的是，微生物对于人类可持续发展所具有的贡献潜力正日益为人们所认识。

1.微生物与生态环境的保护和修复

保护环境、维护生态平衡以提高土壤、水域和大气的环境质量，创造一个适宜人类生存繁衍、并能生产安全食品的良好环境，是人类生存所面临的重大任务。随着工农业生产的发展和人民对生活环境质量要求的提高，对于进入环境的日益增多的有机废水污物和人工合成有毒化合物等所引起的污染问题，人们也越来越关注。而微生物是这些有机废水污物和合成有毒化合物的强有力的分解者和转化者，起着环境“清道夫”的作用。而且由于微生物本身具有繁衍迅速、代谢基质范围宽、分布广泛等特点，它们在清除环境（土壤、水体）污染物中的作用和优势是任何其他理化方法所不能比拟的，因此正被广泛应用于有机废水和污染物的处理，进行污染土壤的微生物修复。但不可否认，某些微生物也以其本身作为病原或其代谢毒物污染各类环境或食品，危害着人类健康。

2.微生物学与农业

农业是人类赖以生存的最重要的客观基础。微生物学不仅与农业生产密切相关，而且与食品安全和品质改善密切相关。

土壤的形成及其肥力的提高有赖于微生物的作用。土壤中含氮物质的最初来源是微生物的固氮作用。土壤中含氮物质的积累、转化和损失，土壤中有机质尤其是腐殖质的形成和转化，土壤团聚结构的形成，土壤中岩石矿物变为可溶性的植物可吸收态无机化合物等过程也与微生物的生命活动相关。由于微生物的活动，土壤具有生物活性，推动着自然界中最重要的物质循环，并改善土壤的持水、透气、供肥、保肥和冷热的调节能力，有助于农作物生产。

随着人类对环境和食品安全质量的要求愈来愈高，易造成环境和食品污染的化学农药、化学化肥愈来愈不受欢迎，而对绿色农业或有机农业、绿色食品的需求呼声愈来愈高。而绿色农业或有机农业都离不开微生物的作用。在农业生产过程中，农作物的防病、防虫害都与微生物密切相关。植物的许多病害，其病原就是各类微生物，而反过来也可以利用某些微生物来防治农作物的某些病虫危害。有机肥的积制过程实际上就是通过微生物的生命活动，把有机物质改造为腐殖质肥料的过程。有机和无机肥料施入土壤后，只有一部分可被植物直接吸收，其余部分都要经过微生物的分解、转化、吸收、固化，然后才能逐渐并较长时间地供给植物吸收利用。一些微生物还能固定大气中的氮素，为植物提供氮素营养。

农产品的加工、贮藏，实际上很多是利用有益的微生物作用或是抑制有害微生物的危害的技术。

微生物学是农业科学的重要基础理论的一部分。随着科学技术的发展，微生物学与农业科学之间的关系必将越来越密切，微生物学对现代农业科学的影响也必将越来越大。

3.利用微生物生产可持续的清洁能源

化学燃料不仅是一次性能源，而且其燃烧产物对于环境的污染也是一个严重问题。由于微生物可以将农业和某些工业有机废弃物转化为氢气、乙醇和甲烷等，不仅消除了环境中的有机污染物，还可生产如氢气、乙醇、甲烷等无污染的清洁能源。这些清洁能源在燃烧过程中极少产生污染物，而且可以持续地利用微生物进行生产，真可谓“用之不竭”，对于人类的可持续发展具有重要意义。

4.以微生物为主体的生物产业将是国民经济的重要组成部分

利用微生物基因工程、酶工程、蛋白质工程、发酵工程等生物工程技术提高现有的微生物发酵水平，增加产量，改善品质或风味，提高生产经济效益。另一方面，寻找、研究、开发能够形成对人类或动植物生存与健康具有有益价值的新的活性物质，将是今后的持续热点领域。这两个方面组成的以微生物为主体的生物产业在今后的国民经济发展中占有的比重将会越来越大，成为重要的组成部分。

5.丰富的微生物资源及其产物是人类药物的巨大宝库

由于微生物本身的特点和代谢产物的多样性，利用微生物生产人类战胜疾病所需的医药制品正受到广泛重视，生物医药正在迅速崛起，成为一个具有广阔前景的新兴产业。当今人类面临着空前的健康安全威胁，不仅许多给人类造成巨大灾难的疾病卷土重来，如肺结核、霍乱等，而且很多不明原因、尚无有效控制办法的疾病也在不断出现，如艾滋病、疯牛病、埃博拉病毒病、非典型肺炎等，加上许多化学合成药物副作用问题的困扰，人们期待从无穷无尽的微生物资源宝库中寻找和获得理想的药物，或利用微生物对已有的药物进行改造，使其具有新的功能或减少原有的副作用。上述各种疾病的传染控制与治疗，将在很大程度上需要应用已有的和正在发展的微生物学理论与技术，依赖于新的微生物医药资源的开发与利用。利用微生物控制病原微生物的传染，利用微生物生产人类保健品，利用微生物增加人体免疫力，利用微生物生产人类和动植物新药，等等，都将成为人们关注的热点。开发和利用微生物必将为人类的生存、健康和可持续发展做出巨大贡献。