微生物起源多少年

A. 微生物學的歷史起源

自古以來，人類在日常生活和生產實踐中，已經覺察到微生物的生命活動及其所發生的作用。中國利用微生物進行釀酒的歷史，可以追溯到4000多年前的龍山文化時期。2600年前發明了制醬技術 。殷商時代的甲骨文中刻有「酒」字。北魏賈思勰的《齊民要術》（533～544）中，列有穀物制曲、釀酒、制醬、造醋和腌菜等方法。
在古希臘留下來的石刻上，記有釀酒的操作過程。中國在春秋戰國時期，就已經利用微生物分解有機物質的作用，進行漚糞積肥。公元1世紀的《氾勝之書》提出要以熟糞肥田以及瓜與小豆間作的制度。2世紀的《神衣本草經》中，有白僵蠶治病的記載。6世紀的《左傳》中，有用麥曲治腹瀉病的記載。在10世紀的《醫宗金鑒》中，有關於種痘方法的記載。1796年，英國人琴納發明了牛痘苗，為免疫學的發展奠定了基石。 17世紀，荷蘭人列文虎克用自製的簡單顯微鏡（可放大160～260倍）觀察牙垢、雨水、井水和植物浸液後，發現其中有許多運動著的「微小動物」，並用文字和圖畫科學地記載了人類最早看見的「微小動物」——細菌的不同形態（球狀、桿狀和螺旋狀等）。過了不久，義大利植物學家P．A米凱利也用簡單的顯微鏡觀察了真菌的形態。1838年，德國動物學家C．G．埃倫貝格在《纖毛蟲是真正的有機體》一書中，把纖毛蟲綱分為22科，其中包括3個細菌的科（他將細菌看作動物），並且創用bacteria（細菌）一詞。1854年，德國植物學家F．J．科思發現桿狀細菌的芽孢，他將細菌歸屬於植物界，確定了此後百年間細菌的分類地位。
微生物學的研究從19世紀60年代開始進入生理學階段。法國科學家L．巴斯德對微生物生理學的研究為現代微生物學奠定了基礎，化學家出身的巴斯德涉足微生物是為了治療「酒病」和「蠶病」。他論證酒和醋的釀造以及一些物質的腐敗都是由一定種類的微生物引起的發酵過程，並不是發酵或腐敗產生微生物，著名的曲頸瓶實驗無可辯駁的證實了這一點 ；他認為發酵是微生物在沒有空氣的環境中的呼吸作用，而酒的變質則是有害微生物生長的結果；他進一步證明不同微生物種類各有獨特的代謝機能，各自需要不同的生活條件並引起不同的作用；他提出了防止酒變質的加熱滅菌法，後來被人稱為巴斯德滅菌法，使用這一方法可使新生產的葡萄酒和啤酒長期保存。科赫對新興的醫學微生物學作出了巨大貢獻。科赫首先論證炭疽桿菌是炭疽病的病原菌，接著又發現結核病和霍亂的病原細菌，並提倡採用消毒和殺菌方法防止這些疾病的傳播；他的學生們也陸續發現白喉、肺炎、破傷風、鼠疫等的病原細菌，導致了當時和以後數十年間人們對細菌給予高度的重視；他首創細菌的染色方法，採用了以瓊脂作凝固培養基培養細菌和分離單菌落而獲得純培養的操作過程；他規定了鑒定病原細菌的方法和步驟，提出著名的科赫法則。1860年，英國外科醫生J．利斯特應用葯物殺菌，並創立了無菌的外科手術操作方法。1901年，著名細菌學家和動物學家И．И．梅契尼科夫發現白細胞吞噬細菌的作用，對免疫學的發展做出了貢獻。
俄國出生的法國微生物學家C．H．維諾格拉茨基於1887年發現硫磺細菌，1890年發現硝化細菌，他論證了土壤中硫化作用和硝化作用的微生物學過程以及這些細菌的化能營養特性。他最先發現嫌氣性的自生固氮細菌，並運用無機培養基、選擇性培養基以及富集培養等原理和方法，研究土壤細菌各個生理類群的生命活動，揭示土壤微生物參與土壤物質轉化的各種作用，為土壤微生物學的發展奠定了基石。
1892年，俄國植物生理學家Д．И．伊萬諾夫斯基發現煙草花葉病原體是比細菌還小的、能通過細菌過濾器的、光學顯微鏡不能窺測的生物，稱為過濾性病毒。1915～1917年，F．W．特沃特和F．H．de埃雷爾觀察細菌菌落上出現噬菌斑以及培養液中的溶菌現象，發現了細菌病毒——噬菌體。病毒的發現使人們對生物的概念從細胞形態擴大到了非細胞形態。
在這一階段中，微生物操作技術和研究方法的創立是微生物學發展的特有標志。 20世紀以來，生物化學和生物物理學向微生物學滲透，再加上電子顯微鏡的發明和同位素示蹤原子的應用，推動了微生物學向生物化學階段的發展。1897年德國學者E．畢希納發現酵母菌的無細胞提取液能與酵母一樣具有發酵糖液產生乙醇的作用，從而認識了酵母菌酒精發酵的酶促過程，將微生物生命活動與酶化學結合起來。G．諾伊貝格等人對酵母菌生理的研究和對酒精發酵中間產物的分析，A．J．克勒伊沃對微生物代謝的研究以及他所開拓的比較生物化學的研究方向，其他許多人以大腸桿菌為材料所進行的一系列基本生理和代謝途徑的研究，都闡明了生物體的代謝規律和控制其代謝的基本原理，並且在控制微生物代謝的基礎上擴大利用微生物，發展酶學，推動了生物化學的發展。從20世紀30年代起，人們利用微生物進行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各種有機酸、氨基酸、蛋白質、油脂等的工業化生產。
1929年，A．弗萊明發現點青黴菌能抑制葡萄球菌的生長，揭示了微生物間的拮抗關系並發現了青黴素。1949年，S．A瓦克斯曼在他多年研究土壤微生物所積累資料的基礎上，發現了鏈黴素。此後陸續發現的新抗生素越來越多。這些抗生素除醫用外，也應用於防治動植物的病害和食品保藏。 1941年，G．W．比德爾和E．L．塔特姆用X射線和紫外線照射鏈孢霉，使其產生變異，獲得營養缺陷型。他們對營養缺陷型的研究不僅可以進一步了解基因的作用和本質，而且為分子遺傳學打下了基礎。1944年，O．T．埃弗里第一次證實了引起肺炎球菌形成莢膜遺傳性狀轉化的物質是脫氧核糖核酸（DNA）。1953年，J．D．沃森和F．H．C．克里克提出了DNA分子的雙螺旋結構模型和核酸半保留復制學說。H．富蘭克爾-康拉特等通過煙草花葉病毒重組試驗，證明核糖核酸（RNA）是遺傳信息的載體，為奠定分子生物學基礎起了重要作用。其後，又相繼發現轉運核糖核酸（tRNA）的作用機制、基因三聯密碼的論說、病毒的細微結構和感染增殖過程、生物固氮機制等微生物學中的重要理論，展示了微生物學廣闊的應用前景。1957年，A．科恩伯格等成功地進行了DNA的體外組合和操縱。原核微生物基因重組的研究不斷獲得進展，胰島素已用基因轉移的大腸桿菌發酵生產，干擾素也已開始用細菌生產。現代微生物學的研究將繼續向分子水平深入，向生產的深度和廣度發展。分支
微生物學經歷了一個多世紀的發展，已分化出大量的分支學科，據不完全統計（1990年），已達181門之多。根據其性質可以簡單歸納為下面6類：
⑴按研究微生物的基本生命活動規律為目的來分總學科稱普通微生物學（General Microbiology），分科如微生物分類學，微生物生理學，微生物遺傳學，微生物生態學和分子微生物學等。
⑵按研究的微生物對象分如細菌學，真菌學（菌物學），病毒學，原核生物學，自養菌生物學和厭氧菌生物學等。
⑶按微生物所處的生態環境分如土壤微生物學，微生態學，海洋微生物學，環境微生物學，水微生物學和宇宙微生物學。
⑷按微生物應用領域來分總學科稱應用微生物學（Applied Microbiology)，分科如工業微生物學，農業微生物學，醫學微生物學，葯用微生物學，診斷微生物學，抗生素學，食品微生物學等。
⑸按學科間的交叉、融合分如化學微生物學，分析微生物學，微生物生物工程學，微生物化學分類學，微生物數值分類學，微生物地球化學和微生物信息學等。
⑹按實驗方法、技術分如實驗微生物學，微生物研究方法等。

B. 微生物學發展可分為哪幾個時期 每個時期有什麼特點

微生物學的發展史

一、初創時期（形態學時期）

1664年，英國人虎克（RobertHooke）用顯微鏡觀察微生物。虎克曾用原始的顯微鏡對生長在皮革表面及薔薇枯葉上的黴菌進行觀察。

1674～1695年，荷蘭人列文虎克製造解析度大的單式顯微鏡；

1676年，微生物學的先驅荷蘭人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次觀察到了細菌。他沒有上過大學，是一個只會荷蘭語的小商人，但卻在1680年被選為英國皇家學會的會員。

二、奠基時期（生理學時期）

1.法國巴斯德微生物學的奠基人

(1)發現並證實發酵是由微生物引起的。

化學家出生的巴斯德涉足微生物學是為了治療「酒病」和「蠶病」。

(2)徹底否定了「自然發生」學說

著名的曲頸瓶試驗無可辯駁地證實，空氣內確實含有微生物，是它們引起有機質的腐敗。

(3)免疫學——預防接種

首次製成狂犬疫苗

(4)其他貢獻

巴斯德消毒法：60～65℃作短時間加熱處理，殺死有害微生物。

2.德國柯赫細菌學的奠基人

（1）微生物學基本操作技術方面的貢獻

a）建立細菌純培養技術(純種分離技術)

b）懸浮培養法

c）流動蒸汽滅菌

d）細胞染色技術和顯微攝影

三、發展時期（生化時期）

無活細胞酵母壓榨液

葡萄糖、酒精

1.青黴素

英國微生物學家弗來明發現青黴素，開創了用抗生素治療疾病的新紀元。

2.搖瓶培養技術

四、分子生物學時期（成熟時期）

1. 基因工程葯物學的興起

2. 轉基因的農作物
   

C. 微生物什麼時候發現的

真正看見和描述微生物的第一人是荷蘭人列文虎克（A.van Leeuwenhoek，1632~1723）。1674年，他用自製的顯微鏡清楚地看見了細菌（bacteria），首次揭示了一個嶄新的微生物世界。
微生物包括細菌（真細菌&古細菌）、真菌（酵母菌、黴菌&蕈）、原生生物（單細胞藻類、原生動物&黏菌）以及病毒等在內的一大類生物群體，它個體微小，結構簡單，分布廣，營養方式多樣，生長繁殖快。涵蓋了有益有害的眾多種類，廣泛涉及健康、食品、醫葯、工農業、環保等諸多領域。

D. 地球誕生時,微生物是怎樣出現的

下面摘錄了幾篇關於生命演化及生物多樣性的文章，供大家參考。
丹麥科學家發現地球上最早的生命形式：丹麥哥本哈根地質博物館米尼.羅森在格陵蘭西部發現了37億年前由浮游生物留下的痕跡。這一發現表明地球上最早的生命形式可能起源於37億年以前，從而使生命的起源旁閉又向前推進了一步。
羅森研究了37億年前岩石中碳的兩種同位素，他們發現，遠古岩石中兩種碳的同位素的含量與現代岩石相似。這說明岩石里含有浮游生物排泄的廢物和它本身的遺骸。《北京經濟報》99．2．4
科學家分析格陵蘭岩石發現 38.5億年前地球上就有生命法新社洛杉礬11月4日電 在格陵蘭發現的岩石表明，至少38．5億年以前地球上就存在生命，這比以前人們認為的早4億年。
l1月號《自然》雜志說，在格陵蘭西南的阿基利亞島發現的岩石在洛杉礬加利福尼亞大學進行槐團了分析，結果證明了上述結論。
參加分析研究的科學家來自加利福尼亞大學聖迭戈斯克里普斯海洋學院、洛杉磯加利福尼亞大學地球和太空系、國立澳大利亞大學和英國牛津布魯克斯大學.
斯克里普斯海洋學院的斯蒂芬�6�1莫伊日什說：「我們的證據雄辯地證明，至少在38.5億年以前地球上就存在生命，而這還不是最後的結論．我們很可能發現生命存在的時間還要早。」
岩石中的碳化物在洛杉礬加利福尼亞大學用離子微探針進行了分析,這種儀器使科學家能知鉛啟橘道樣品確切的成份。
莫伊日什說．發現的生命的形式也許是一種簡單的微組織，但是，由於高溫和壓力的破壞,它實際的形狀和性質不能確定。
在此以前有關生命存在的證據是洛杉礬加利福尼亞大學的古生物學家威廉�6�1舍普夫提供的，那種像細菌一樣的化石表明在34.6億年前地球上存在生物。參考消息 96.11.9
地球生命可能來自外星瑞典的科學家前天公布，宇航員從地球帶到火星去的兩種細菌，在回到地球後仍然生存，這意味火星生命可以來到地球。
斯德哥爾摩皇家科技研究中心的米列伊科夫斯基及其他科學家在美國亞特蘭大的一個會議上解釋，由於這兩種頑強的細菌能抵受高速、輻射及高溫，因此經歷「全程」後仍能生存。
一些科學家還表示，由於火星先於地球冷卻，可能會比地球早一步形成生命。如果火星上真有微生物，當火星受到沖擊後，依附在脫落的火星表層上的微生物，便能避開火星的引力，運行到地球或其他行星上。如果微生物能抵受太空上的輻射，便有可能安全降落地球上繁衍發展。
寒武紀生命大爆發之謎
中國新聞社昆明4月17日消息：最近，根據在貴州甕安發現的數以萬計的動物胚胎和成體化石，我國科學家提出：寒武紀生命大爆發前四千萬年——5. 8億年前動物就已分化，出現了許多「長不大的動物」，從而初步破解了長期困惑世界古生物界的寒武紀生命大爆發之謎。
專家指出，這一發現使包括人類在內的動物起源和動物多樣性歷史前推到5．8億年前，當時的甕安動物群猶如寒武紀大爆發的一支序曲，奏響了動物多樣性之歌。
距今5.4到5.3億年的寒武紀，由於許多動物爆發式地出現，地球驟然熱鬧起來，這就是寒武紀大爆發。寒武紀前的動物化石則少之又少。由於化石記錄缺乏，生命大爆發的原因至今是個謎。大爆發前的世界是什麼樣？當時究竟發生了什麼……一系列疑惑牽動著無數古生物學家的心。
據新華社報道,1998年，中國科學院南京地質古生物所陳均遠研究員等人在貴州甕安發現了5. 8億年前、迄今已知最早的多細胞海綿及其胚胎化石，震驚了世界。
除海綿化石外，科學家還首次發現大量兩胚層動物胚胎化石。兩側對稱是生命進化史上的一次跳躍。從原始的輻射對稱到兩側對稱，動物才有頭尾和神經，也因此向復雜化方向發展，才可能演化出人等高級動物。這些甕安兩側對稱動物，成為迄今世界最早的兩側對稱動物。（完）
溫泉里噴出了生命嗎地球上的生命是怎樣開始的?它是一下子從洋流中波浪起伏的淺潮中產生的還是由沸騰的深海火山噴泉帶來的?這個大問題一直使科學家們困惑不解。
最近，在一艘名為「朱的斯的抉擇」的鑽探船上進行考察的來自9個國家的25位科學家已經偶然發現了能夠揭開這一大謎團的重要線索。這次活動對加拿大溫哥華島以西240公里處的海底進行了探測，他們在海底通過鑽探取出岩心，對礦物和生物資源的貯藏進行了分析。但這次鑽探重新碰開了地下熱液的裂口。高達290攝氏度的熱水一下於就從裡面噴了出來。
海底的天然溫泉引趙了科學家們的興趣，因為通過這個渠道可以研究在新的洋底表面層發現的鐵、銅、鋅、錳等金屬礦藏的形成。更為重要的是，這些礦藏似乎與地質構造的形成甚至可能與生命本身的起源有關。在地質構造形成的過程中，大陸扳塊在極長的時期內漂移碰撞。
這些板塊的運動使地殼產生了裂縫。如果這些裂縫出現在海底，海水就會滲透進去。當海水遇到炙熱的火山岩石後，它會變得非常熱、然後再攜帶—些礦物質通過熱液口返回到海洋中。經過億萬年的地質構造和沉積的過程，這些礦藏最終被理在了下面。
如果是這樣的話，新發現的裂口就可以為揭開那一古老的謎團提供一些線索。由於熱液存在的時間有限，那麼生物有機體如何能有足夠的時間在這種熱量中進行演變呢?如果沒有足夠的時間，它們會從一個裂口換到另一個裂口嗎?
華盛頓大學的微生物學家梅拉妮�6�1薩米特認為，溫哥華的那些裂口可能會提供一些答案。她說:「我們現在可以從頭開始，看看這些地方是如何被生物佔領的，這是第一次能有機會觀察—個新的熱液裂口和在這種環境下迅速生長的動物群落是如何隨著時間發展變化的。」
一些科學小組將利用一部水下機器人對裂口處的地質、化學和生物情況進行研究，他們還在附近安裝了一些設備對溫度和壓力的變化進行監測。這些數據將存在水下計算機里，等幾年之後進行下一次探索時再把它打開。 《中國海洋報》97．1．1O文／英杉
為什麼地球上的生物只有兩性英國科學家認為，地球上的生物之所以只有雄雌兩性，是因為大約20億年前我們的祖先曾經遭受到細菌的感染。
地球上存在無數種生命形式，為什麼多數物種只有雄雌兩性?多少年來，這個問題一直困擾著世界各地的科學家。
蘑菇育多達36OOO種性別，—種被稱做粘菌的奇異生物大約有13種性別，但是這些生物只是地球生物分為雄雌兩性這個幾乎普遍適用的規律罕見的例外。這種現象提出了一個進化方面的神秘的問題，如果地球生物有10O種性別，並且可以與其中任何一種物種交配，那麼地球生物在其周圍的環境中找到伴侶的幾率將達到99%。
如果說看起來生物只有兩性使物種的生存變得困難而不是更容易的話，那麼為什麼地球上的生物只有兩性呢？赫斯特認為，這完全要歸因於地球生物是如何通過遺傳獲得—組特定的，被稱為線粒體的基因。
與細胞核或細胞中心部分攜帶的基因(不同，線粒體脫氧核糖核酸(DNA)可以迅速進行自我復制。
看起來以前好像有過某種細菌，線粒體就源於這些細菌。線粒體進行自由復制的能力是它們的細菌祖先遺留下來的。
因為線粒體DNA可以快速復制，如果99％的地球生物可以與任何同種生物交配的話，線粒體出現的任何突變都可能迅速擴散開來。如果這種突變是有害的，那麼突變引起的後果可能是災難性的。對於地球上其他的物種來說。尋找一個配偶可能有些困難，但是從進化的角度來說，這種生殖也有益處，可以減少突變。《大眾科技報》2OOO．2．17文／方留民
在南極冰湖底尋找生命英國、美國和俄羅斯等國正准備對南極洲最大的冰下湖泊—— 「東湖」進行聯合探測。科學家計劃用兩年時間鑿透「東湖」表面原達4000米的冰層,以研究冰封數百萬年的湖水中是否有不為人知的生命形式存在。
據報道，探測「東湖」所用的冰層鑽探機由美國航空航天局研製，類似的裝置將來很可能用於在木星衛星上尋找生命。
科學家們已經在木衛二上發現下厚厚的冰層，並猜測冰層下可能有生命存在，美國航空航天局表示，「東湖」探測計劃提供了一次很好的測試未來木衛二冰層鑽探考察設備的機會。
參與該項目的科學家表示,「東湖」湖水中很可能存在活的低級牛命形式。目前，考察小組在覆蓋「東湖」表面的巨大冰層上進行了幾十米的試鑽探，結果發現了一些未曾見過的微生物。科學家們指出，「東湖」湖底是地球上最為封閉的水生環境，形成時間至少在200萬年之前，其中可能存存的原始生命形式與地球上其他生命的演化是完全割裂的，這將為研究地球生命的起源提供新線索。
另外，如果能夠在「東湖」中找到生物，就證明了生命可能在完全新閉的環境中歷經數百萬年而不滅，這也將成為科學家們判斷木衛二等其他星球的冰層下是否可能有生命存在的重要依據. 《中國科協報》

E. 為什麼微生物起源早而發現得晚

微生物大多是單細胞生物，是地球上最早出現的生命形式，最早可追溯到距今約36－38億年前。地球上所有生物都是由單細胞生物進化而來的。
以細菌為代表的微生物直到顯微鏡發明才被發現，主要原因就是細菌等單細胞微生物個體微小，無法用肉眼看到。

F. 微生物的來源

肯定是先出現微生物，然後再有一些結構復雜的生物，
迄今為止，我們發現了最古老的生物化石是來自澳大利亞西部，距今約三十五億年前的岩石，這些化石類似於現在的藍藻，它是一些原始的生命，是肉眼看不見的。它的大小隻有幾個微米，到幾十個微米，因此我們可以說，生命起源它不晚於三十五億年。同時我們知道地球的形成年齡大約在46億年前，有這兩個數據我們就可以看到生命起源的年齡，大致可以界定在46億年到35億年之間。今天，隨著科學的發展，地質學家認為，在地球形成的早期，地球受到了大量的小行星和隕石的撞擊，它是不適合生命的生存。與其說當時地球上有生命，還不如說它在毀滅生命，因此地球上生命起源的時間，它不早於40億年。另外，在格陵蘭的38.5億年的岩石中發現了碳，這個碳的話，我們知道，碳分兩種，一個無機碳，一個有機碳。另外，這個碳的話，它有重碳和輕碳之分，因此我們可以根據這個碳之中的輕碳和重碳之比，就來可以推測這些碳的來源。科學家根據碳的同位素分析，推測這些碳它是有機碳，是來源於生物體。也就是說，這樣我們把生命起源的時間大大縮短了，也就是在距今40億年到38億年之間，自從地球上生命起源之後，一直到現在45億年，就是生生不息的生命演化史。

G. 微生物是什麼時候被發現的

雖然早在人類出現以前，形形色色的微生物已經在地球上活動有幾十億年了，但人類第一次真正發現它，還只是三百多年前的事。

第一個發現微生物的人叫列文虎克（1632～1723），他是荷蘭一個小鎮上經營布匹和干貨的小商人，業余愛好磨製鏡片。他磨製了很多鏡片，還自己動手製作了一架能把原物放大二百多倍的簡單的顯微鏡。他用這架顯微鏡觀察了雨水、井水等，發現了其中都有許多微小的生物在活動。這是人們第一次看到了微生物世界，在當時引起了人們極大的注意。後來他被推選為英國皇家學會（當時歐洲最著名的科學團體）的會員，在以後的幾十年裡他通過書信往來，不斷將自己的發現報告給這個學會。

有一次，他興奮地報告，他將自己牙縫里的牙垢混進一滴雨水，在顯微鏡下看到了一個令他眼花緣亂的微生物世界。他在給英國皇家學會的信中寫道：「……我非常驚奇地看到了在水中有許多極小的活的微生物，十分漂亮而又會動，有的如矛槍穿水直射，有的像陀螺團團打轉，還有的靈巧地徘徊前進，成群結隊，你簡直可以把它們想像成一大群蚊納或蒼蠅。」又有一次，他在剛剛大口大口喝過熱燙的咖啡以後，又挑出牙垢來觀察時，卻發現在顯微鏡下看到的只是一片一動不動的微生物的屍體，於是他機敏地作出了判斷：熱燙的咖啡把那些小生物殺死了。還有一次，他詼諧地報告說：「我家裡的幾位女眷想要看醋里的線蟲，可是看了以後，發誓說再也不用醋了。要是有人告訴她們在口腔里、牙垢里生活著的動物比全國人口都多，她們將會怎樣反應呢？」1695年，他將自己20年來辛勤觀察的結果寫成一本書出版，書名是《列文虎克發現的自然界的秘密》。這是人類關於微生物的最早的專門著作。

H. 為什麼說微生物是最早出現在地球上的生物

科學家估計，地球從形成到現在，已經有46億年的漫長歷史了。從一個荒涼的地球轉變成現在這個充滿生機的地球，微生物在其中發揮了不可磨滅的作用。

雖然到目前為止，對於最早的生物是如何在地球上出現的問題，人們只能給出推測性的答案，但毫無疑問，最早出現在地球上的生物一定是微生物。

由於原始微生物不需要氧氣，能夠通過轉化各種無機物獲得能量，所以能在古地球的嚴酷環境中頑強生存。我們從現代的微生物中也可以找到這些原始生物的影子：耐熱菌、耐鹽菌、厭氧菌等。

早期的微生物默默地生存、繁衍、進化，為地球積累有機物。數十億年前的某一天，藍細菌閃亮登場，這是一種能夠進行光合作用的微生物，通過光合作用，產生了氧氣。這可能就是地球上最早出現的氧氣。

微生物在地球上的繁衍，不僅製造了氧氣，還參與了土壤的形成，為動物、植物的生存提供了家園。

I. 微生物到底是什麼東東啊

什麼是微生物
到目前為止，綠色的地球是唯一為人類所認知的一塊生命的棲息地。在地球的陸地和海洋，與人類相依相存的是另一個繽紛多彩的生命世界。在這個目前對人類仍有太多未知的生命世界裡，除了我們熟知的動物、植物，還有一個神秘的群體。它們太微小了，以至用肉眼看不見或看不清楚，它們的名字叫微生物。

下一個科學的定義，微生物是一切肉眼看不見或看不清楚的微小生物的總稱。它們是一些個體微小、構造簡單的低等生物。大多為單細胞，少數為多細胞，還包括一些沒有細胞結構的生物。主要有古菌；屬於原核生物類的細菌、放線菌、藍細菌、枝原體、立克次氏體；屬於真核生物類的真菌、原生動物和顯微藻類。以上這些微生物在光學顯微鏡下可見。蘑菇和銀耳等食、葯用菌是個例外，盡管可用厘米表示它們的大小，但其本質是真菌，我們稱它們為大型真菌。而屬於非細胞生物類的病毒、類病毒和朊病毒（又稱朊粒）等則需藉助電子顯微鏡才能看到。

其實，微生物「出生」最早，地球誕生至今已有46億多年，最早的微生物35億年前就已出現在地球上，人類出現在地球上則只有幾百萬年的歷史。但微生物與人類"相識"甚晚，人類認識微生物只有短短的幾百年。1676年荷蘭人列文虎克用自製的顯微鏡觀察到了細菌，從而揭示出一個過去從未有人知曉的微生物世界。

雖然我們用肉眼看不到單個的微生物細胞，但是當微生物大量繁殖在某種材料上形成一個大集團時，或是把微生物培養在某些基質上，我們就能看到它們了。我們把這一團由幾百萬個微生物細胞組成的集合體稱為菌落。例如腐敗的饅頭和麵包上長的毛，爛水果上的斑點，皮鞋上的霉點，皮膚上的蘚塊等就是許多微生物形成的菌落。

微生物雖小，但它們和人類的關系非常密切。有些對人類有益，是人類生活中不可缺少的夥伴；有些對人類有害，對人類生存構成了威脅；有的雖然和人類沒有直接的利害關系，但在生物圈的物質循環和能流中具有關鍵作用。

微生物的生物多樣性

微生物是地球上生物多樣性最為豐富的資源。微生物的種類僅次於昆蟲，是生命世界裡的第二大類群。然而由於微生物的微觀性，以及研究手段的限制，許多微生物的種群還不能分離培養，其已知種占估計種的比例仍很小。從下面的兩張統計表中可以看出。
中國微生物已知物種數與世界已知物種數的比較
類群 中國的物種數 世界的物種數 中國/世界（％）
病毒 400 5000 8.0
細菌 500 4760 10.5
真菌 8000 72000 11.6
微生物的已知種數和估計總種數
類群 已知種數 估計總種數 已知種百分數（％）
病毒 5000 130000 4
細菌 4760 40000 12
真菌 72000 1500000 5
微生物是生物中一群重要的分解代謝類群，沒有微生物的活動地球上的生命是不可能存在的。它們是地球上最早出現的生命形式，其生物多樣性在維持生物圈和為人類提供廣泛而大量的未開發資源方面起著主要的作用。
微生物的多樣性包括所有微生物的生命形式、生態系統和生態過程以及有關微生物在遺傳、分類和生態系統水平上的知識概念。
物種是生物多樣性的表現形式，與其它生物類群相比，人類對微生物物種多樣性的了解最為貧乏。以原核生物界為例，除少數可以引起人類、家畜和農作物疾病的物種外，對其它物種知之甚少。人們甚至不能對世界上究竟存在多少種原核生物作出大概的估計。真菌是與人類關系比較密切的生物類群，目前已定名的真菌約有8萬種，但據估計地球上真菌的數量約為150萬種，也就是說人們已經知道的真菌僅為估計數的5％。
微生物的多樣性除物種多樣性外，還包括生理類群多樣性、生態類型多樣性和遺傳多樣性。
微生物的生理代謝類型之多，是動植物所不及的。微生物有著許多獨特的代謝方式，如自養細菌的化能合成作用、厭氧生活、不釋放氧的光合作用、生物固氮作用、對復雜有機物的生物轉化能力、分解氰、酚、多氯聯苯等有毒物質的能力，抵抗熱、冷、酸、鹼、高滲、高壓、高輻射劑量等極端環境的能力，以及病毒的以非細胞形態生存的能力等。微生物產生的代謝產物種類多，僅大腸桿菌一種細菌就能產生2000－3000種不同的蛋白質。天然抗生素中，2/3（超過4000種）是由放線菌產生的。微生物所產酶的種類也是極其豐富的，從各種微生物中發現，僅II型限制性內切酶就有1443種。
微生物與生物環境間的相互關系也表現出多樣性，主要有互生（和平共處，平等互利或一方受益，如自生固氮菌與纖維分解細菌）、共生（相依為命，結成整體，如真菌與藍細菌共生形成地衣）、寄生（敵對，如各種植物病原菌與宿主植物）、拮抗（相剋、敵對，如抗生素產生菌與敏感微生物）和捕食（如原生動物吞食細菌和藻類）等關系。
與高等生物相比，微生物的遺傳多樣性表現的更為突出，不同種群間的遺傳物質和基因表達具有很大的差異。全球性的微生物基因組計劃已經展開，截止2000年4月的統計，已有27個原核生物的全基因組序列全部完成發表，另有95個正在進行中；4個真核生物的全基因組序列已完成發表，21個正在進行中。基因組時代的到來，必然將一個嶄新的、全面的和內在的微生物世界展現在人們面前。
微生物資源的開發，是21世紀生命科學生命力之所在。由於動植物物種消失是可以估計的，這就意味著微生物多樣性的消失現象也在發生，如何利用和保護微生物多樣性已成為亟待解決的問題。近年來，世界各國和國際組織已對此做了許多努力，並提出了一項微生物多樣性行動計劃，隨著這項計劃的逐步實施，人類將從微生物生物多樣性的利用和保護中受益。這項計劃包括：
建立推動微生物多樣性研究的國際組織；
召開關於微生物「種」的概念和分類指征研討會；
提出已知種的目錄；
發展微生物分離、培養和保藏的技術；
發展微生物群落取樣的標准；
提出選擇自然保護區和其它需要長期保護的生態系等。

微生物在整個生命世界中的地位

人類在發現和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的兩大界－動物界和植物界。隨著人們對微生物認識的逐步深化，從兩界系統經歷過三界系統、四界系統、五界系統甚至六界系統，直到70年代後期，美國人Woese等發現了地球上的第三生命形式－古菌，才導致了生命三域學說的誕生。該學說認為生命是由古菌域（Archaea）、細菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所構成。在圖示「生物的系統進化樹」中，左側的黃色分枝是細菌域；中間的褐色和紫色分枝是古菌域；右側的綠色分枝是真核生物域。
古菌域包括嗜泉古菌界（Crenarchaeota）、廣域古菌界（Euryarchaeota）和初生古菌界（Korarchaeota）；細菌域包括細菌、放線菌、藍細菌和各種除古菌以外的其它原核生物；真核生物域包括真菌、原生生物、動物和植物。除動物和植物以外，其它絕大多數生物都屬微生物范疇。由此可見，微生物在生物界級分類中佔有特殊重要的地位。
生命進化一直是人們關注的熱點。Brown等依據平行同源基因構建的「Cenancestor」生命進化樹，認為生命的共同祖先Cenancestor是一個原生物。原生物在進化過程中產生兩個分支，一個是原核生物（細菌和古菌），一個是原真核生物，在之後的進化過程中細菌和古菌首先向不同的方向進化，然後原真核生物經吞食一個古菌，並由古菌的DNA取代寄主的RNA基因組而產生真核生物。
從進化的角度，微生物是一切生物的老前輩。如果把地球的年齡比喻為一年的話，則微生物約在3月20日誕生，而人類約在12月31日下午7時許出現在地球上。

J. 微生物學發展史如何分期

一、微生物學的萌芽時期

我國早在春秋戰國時期，就發現用微生物分解有機物質，用來漚糞積肥，使農作物變得更加茁壯。微生物在醫學中也有應用，公元2世紀的《神農本草經》中就有關於白僵蠶治病的記載。公元6世紀的《左傳》中也有用麥曲治腹瀉病的記載，10世紀的《醫宗金鑒》中有關於種痘方法的記載。公元6世紀北魏的賈思勰《齊民要術》中也有關於微生物應用的資料，如穀物制曲、釀酒、制醬、造醋、腌菜等。在古希臘留下來的石刻上也有釀酒的操作記錄。
雖然古人還不知道是微生物在發揮作用，但是他們通過日積月累的生活實踐，已經學會巧妙地利用微生物來改善自己的生活。
二、微生物學的初創時期
微生物的初創期是17世紀下半葉到19世紀中葉。詹森製成世界上第一台顯微鏡，羅伯特·胡克把昆蟲等較小事物在顯微鏡下的具體形態發表在《顯微制圖》中，列文虎克用自製的顯微鏡觀察到微生物，並詳細地描述了微生物的形態，打開了微生物研究的大門。
在列文虎剋死後，微生物的研究一度進入低谷，「自然發生論」開始成為熱點話題。1748年，尼達姆（John Needham）用「乾草等浸泡在燒瓶中會產生微生物」的實驗證明「自然發生論」。後來，許多科學家投入到微生物研究中來，為微生物的發展打下了基礎。1765－1776年，斯帕蘭讓尼（Lazaro Spallanzani） 又用密封加熱實驗反駁「自然發生論」。1826年，施旺（Theodor Schwann） 提出乙醇發酵由酵母菌引起，在1837年，他又提出微生物引起發酵和腐敗。1838—1839年，施旺和施萊登（Mathias Schleiden） 分別提出細胞學說，1853年，巴謝（Agostino Bassi）首次實驗證明由白僵菌引起家蠶的「白僵病」，並認為許多疾病是由微生物引起的。1845年，伯克利（M.J.Berkeley）首次證明是黴菌引起愛爾蘭土豆枯萎病。1846年，塞麥爾維斯（Lgnaz Semmelweis）發現產褥熱是由醫生傳播的，提出使用防腐劑預防的方法。1849—1854年，斯諾（John Snow） 對倫敦流行的霍亂開展流行病學研究。1850年，達望（CasimirJoseph Davaine）在患炭疽病的家畜中發現炭疽細菌，同年，米切利斯（Eihardt Mitscherlich）發現是細菌引起馬鈴薯褐變。1853年，德巴利（Heinrich Anton De Bary）提出禾穀類銹病是由寄生真菌導致的。
三、微生物學的奠基時期
巴斯德對微生物生理學的研究為現代微生物學奠定了基礎。巴斯德（Louis Pasteur） 在1857年提出乳酸發酵的微生物學原理；1860年提出酵母菌在乙醇發酵中的作用；1864年徹底駁斥了自然發生論；1866年發明低溫滅菌法；1880年和斯坦伯格（George Sternberg）同時從唾液中分離和培養肺炎球菌；1881年和魯克斯（Pierre·Paul·Emile Roux） 用炭疽菌進行免疫實驗並研製炭疽疫苗；1885年研製出狂犬病疫苗，在被瘋狗咬傷的9歲小孩身上首次試用並獲成功。
科赫對新興的醫學微生物學做出了巨大貢獻。1876年，分離並鑒定了炭疽熱病原菌——炭疽桿菌；1878年鑒別了葡萄球菌；1881年研究了細菌的純培養方法，並用減毒炭疽桿菌進行動物免疫；1882年發現肺結核的病原菌——肺結核分枝桿菌，並因此獲得1905年諾貝爾獎；1883年鑒定了霍亂的致病因子——霍亂弧菌（vibrio cholerae）；1884年，首次發表科赫定理。
下面再來看一下其他眾多科學家的成就。1858年，魏爾嘯（Rudolf Virchow）提出「每一個細胞都來自另一個細胞」。1859年，達爾文（Charles Robert Darwin）發表《物種起源》。1865年，孟德爾（Gregor Johann Mendel）發表孟德爾遺傳法則。1867年李斯特（Joseph Lister）正式發表了他的外科消毒術。1880年拉瓦拉（Alphonse Laveran）鑒定了瘧原蟲在感染者紅細胞中的生活史，1907年獲諾貝爾獎。1884年梅契尼柯夫（Elie Metchnikoff）發現吞噬作用，1908年獲諾貝爾獎。1890年貝林格（Emil Adolf von Behring） 和北里柴三郎（Kitasato Shibasaburo）發現抗毒素，用毒素使動物免疫，制備白喉和破傷風抗毒素，1901年獲諾貝爾獎。由於科學成果很多，這里不一一列舉。