微生物在“全球大搬家” 人类活动“功”不可没

随着城市化和高强度集约化农业的发展，人类正以前所未有的速度和规模改变着微生物的全球迁徙和分布。9月15日，美国《科学》杂志刊登了中国科学院城市环境研究所及其国际团队的一篇论文，系统阐述了微生物通过人与动物、污水及其他物质的流通在全球范围的迁徙及其环境与生态效应。

文章指出，污水的处理促进了微生物和微生物携带基因的共同扩散。全球约有359000平方公里的耕地依赖城市污水的灌溉，而80%的污水都只经过了简单处理甚至没有处理。废水含有高密度的微生物和可交换的基因，及大量化学污染物，包括金属、抗生素和消毒剂。细菌和化学污染物的共同迁移使细菌能够在新的环境中，通过突变和基因横向转移等获得适应性优势，主动地响应逐渐变化的环境。

人和动物在世界范围内的空前流动，导致了微生物的流动和部分微生物的富集。人和农业牲畜所含的生物量是野生陆地哺乳动物的35倍。因此肠道微生物主要是来自人类、牛、羊、猪和鸡等。每年高达12亿人次的国际旅游促进了肠道微生物的分布，抗性基因的和细菌克隆子的洲际扩散也证明了这一现象。

物质的流动同样也促进了微生物的扩散。航运的压载水可使不同微生物在全球范围内流动。人类活动导致的土、沙、石的移动远高于所有自然过程。由于每克土壤含有高达10亿个微生物，因此水土流失可导致大量细菌的流动，且可能会影响人类的健康，威胁农业的可持续生产。

科研人员认为，环境中与人类和动物健康相关的一些基因的分布是目前研究的一个优先领域，特别人类活动带来的选择压力下的抗性基因。微生物对生态功能所起的重要作用是肉眼无法察觉的，如果忽略微生物的作用，将会给人类带来灾难。

据了解，数十亿年来，微生物及其所携带的基因主要在空气和水的自然驱动下发生迁移。然而在过去100年中，人们通过废弃物排放、旅游、全球运输以及改变微生物定殖点选择压力等，将大量微生物及其基因带入新的环境，逐渐改变了原来微生物的动态变化。