细菌是非常微小而又原始的生物，生长繁殖方式与高等动植物有较大差异，这就必须重提细胞学说。1838-1839年，德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出：所有动植物都是由细胞组成的。

  健客：嗯，我知道。在《自然产生论》那篇，提到了这两位“施大爷”的丰功伟绩。

  健客：嗯呢，好像还有一个魏尔肖。闲聊时，大家挺感兴趣，我讲的就特带劲儿，都串起来了。

  云飞：把知识讲出来，学习效率自然就提高了，而且传播科学知识就是增进社会福利，功德无量啊！

  1858年，德国科学家魏尔肖提出了细胞通过分裂产生新细胞的观点，论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源，推动了生物学的发展，为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。

  健客：这个魏尔肖就是那个在《悲情英雄》故事里，反对塞麦尔维斯洗手主张的人吧。

  云飞：我对你真刮目相看了。魏尔肖对细菌学这门新科学的态度是复杂的。他对细菌在致病中起作用的观点有点抵触，在洗手这样的一个问题上一叶障目了。他认为患有某种疾病的病人体内存在某种微生物并不总是表明这种微生物是致病的原因。他提出：早在毒素被发现之前，一些细菌可能就产生了这些物质。今天看，这些观点仍相当深刻。

  就贡献而言，作为细胞学说集大成者，魏尔肖远在塞麦尔维斯之上。魏尔肖还是一位伟大的人道主义者，是那个时代最杰出的医生，甚至与自希波克拉底以来各个时代的名医并驾齐驱。他关心社会大众健康和公共卫生事业，把政治改革的思想与医学改革相结合，倡导医学教育改革。1848年他赴西里西亚调查斑疹伤寒爆发，他认为大众健康的恶化应归咎于恶劣的社会条件，政府应负责任。他说：“医学是一门社会科学，而政治仅仅是大规模的或更高级的医学”。没想到160多年后的新冠疫情，再次证明了魏尔肖的远见卓识。

  云飞：恩格斯把细胞学说与能量守恒和转换定律、进化论并誉为19世纪三大最重大的自然科学发现。

  动植物繁殖普遍涉“性”。细菌就简单了，谁让它们是单细胞原核生物呢。细菌生长是指细胞物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大。当细胞个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体就是繁殖。在高等生物里这两个过程可以明显分开，但对单细胞的细菌，这两个过程紧密联系、很难划分。研究细菌的生长繁殖，一般指群体，如菌落，这一点与动植物研究不同。

  科恩对当时学术前沿的细胞学说，有很深的造诣。19世纪50年代，他重点研究植物细胞的生长和分裂；60年代，他从多方面研究植物生理学；70年代，开始研究细菌学。他对细菌进行了重新定义：细菌是一种不含叶绿素、有特定形状、并以二分裂法繁殖细胞的生物。

  健客：等等，什么原核生物？什么是二分裂？就讨厌这些词，字都认识，意思都不明白。不过学会以后，还是挺唬人的，聊天时顺口带出来，显得倍儿高级，倍儿有面子。

  云飞：嗯唉。简单说，原核生物就是原始单细胞生物，细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的DNA。 它包括细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体、支原体、蓝细菌和古细菌等。它们结构相对比较简单 ，个体微小，一般为1～10 µm，仅为真核细胞的十分之一至万分之一。

  细菌主要以二分裂方式繁殖，细菌生长到一定时期，在细胞中间逐渐形成横隔，由一个母细胞分裂为两个大小相等的子细胞。细胞分裂是连续的过程，分裂中的两个子细胞形成的同时，在子细胞的中间又形成横隔，开始细菌的第二次分裂。有些细菌分裂后的子细胞分开，形成单个的菌体，有的则不分开，形成一定的排列方式，如链球菌、链杆菌等。人类弄明白二分裂的具体过程要等到电子显微镜问世以后了。

  细菌繁殖一般约20-30分钟就分裂一次，即为一代。观察肉汤培养细菌，在适宜的温度下，肉汤很快变浑浊。表明在肉汤中有大量细菌迅速生长繁殖。当然，有些细菌，如结核分枝杆菌的繁殖速度较慢，需要15-18小时才能繁殖一代。

  健客：一个细菌能分裂成两个一模一样的同类，用这种方式，细菌不断自我复制繁衍，是不是就能避免衰老了呢？

  云飞：想法很好，但事实并非如此，细菌也有自己的生长周期，或者说寿命。2005年，众多新闻媒体报道了法国国家健康与医学研究院斯图尔特等人的新发现。他们在研究一种大肠杆菌时发现，呈现出小棍形状的大肠杆菌，一端是分裂时新产生的，另一端则是上一代细菌的一端。由于上一代细菌的一端实际上已经经历多次分裂，因此在一大群新细菌中，总有一些新细菌的一端是几代以前的细菌的一端，而这种细菌的分裂繁衍速度比其他同类要慢得多。斯图尔特等人由此认为，经过数代，始终保留有较老一端的细菌将逐渐停止分裂并走向衰亡。斯图尔特说：“他们只得到了初步的研究成果，他们还将研究具体使大肠杆菌等细菌停止分裂的生物机制，从而准确描绘出细菌的生长周期。”

  言归正传。科恩还发现某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形，厚壁，含水量低，抗逆性强的休眠体构造，称为芽孢。在不同细菌中，芽孢所处的位置不同，有的在中部，有的在偏端，有的在顶端。芽孢一般呈圆形、椭圆形、圆柱形。当时的观念认为煮沸就可以杀死所有细菌，但科恩发现某些细菌（例如枯草杆菌）会产生耐高温的芽孢，在沸水中仍不会被杀死。这也驳斥了当时因为煮沸过的枯草溶液有时还会长细菌，而盛行不衰的生命自然发生学说。他在耐热细菌领域的工作帮助同时代人了解了为什么煮沸是一种不可靠的灭菌方法。这就是普歇在与巴斯德论战中，败下阵来的真正原因。

  细菌芽孢跟植物芽孢虽然名字类似，但从生物学角度看，其实大不相同。植物芽孢可以看作是一种生殖细胞，植物借它传播后代，而细菌芽孢并不是生殖细胞，倒更像是一具伺机复活的“僵尸”。

  这类细菌遇到难以继续生存的恶劣环境时，会坍缩成一个小点，细胞壁顺势层层包裹这个中心，这就是一个芽孢。这样的一个过程中细菌会抛弃大部分物质，只留下遗传信息和一点基本的“建筑材料”。细菌变成芽孢之后就处于休眠状态，完全不消耗能量。“无欲无求”就无须担心饥荒问题。

  芽孢的生命力很强大。据说，有研究人员在摩洛哥野外发现一种细菌，它的芽孢经历420℃的高温依然能复活。这样的抗打击能力让芽孢能在自然界长时间休眠，而一旦遇到适合的生长环境，就能重新恢复生命力。1995年，加州理工大学的生物学家从两亿多年前的琥珀里提取出一种细菌芽孢，并且成功地让其重新繁殖。消灭芽孢可不是一件容易的事。例如科赫发现的炭疽杆菌芽孢，必须用高压消毒设备才能杀死。家庭条件下，用百分之十浓度的次氯酸钠消毒剂，可以在几分钟里杀死大部分炭疽芽孢，浸泡时间越长消毒越彻底。

  健客：我记得，家中常备的“84消毒液”主要成分就是次氯酸钠，用它杀菌是塞麦尔维斯的伟大发现。

  云飞：子曰：“温故而知新，可以为师矣。”孔子说：“在温习旧知识时，能有新体会、新发现，就可以当老师了。”

  譬如我们读书，已经读过的书，我们再读就是古人讲的温书，就是温故。尚未读过的书，现在正在研读，以求了解书中所载的道理，这就是知新。所以温故知新是讲新学的，必定是在已经学过的基础上再提升。朱熹的《集注》里面讲“温，寻绎也”，这个寻绎就是回顾和研究的意思；“故者，旧所闻”，就是过去所闻的，所学的；“新者，今所得”，现在所得的。朱熹讲“温故而知新”，有他新颖之处。

  云飞：朱熹说：“言学能时习旧闻，而每有新得，则所学在我，而其应不穷，故可以为人师。若夫记问之学，则无得于心，而所知有限，故学记讥其‘不足以为人师’，正与此意互相发也。”他这里是由温故来发明新的意思。他说“学能时习旧闻”，这个习，粗浅的来讲是温习，再深一步讲，有练习、实践、落实的意思。就是把所学的，用到自己的日常工作生活中，待人处事接物，都能运用你所学的，这叫“学能时习旧闻”。正如学而篇第一章讲的，“学而时习之”，这是讲到温故，不是说只是记在口上，口里能讲，是真正入了心，而落实到自己的行为上，那么你就“每有新得”了。这个新得就是实证道理，提升境界。古人讲：学问包括信、解、行、证四个阶段。最后要落实在行和证上。学习的高标准就是“内化于心，外化于行”。

  健客：我觉得“分享”才是硬道理。越聊，学习越有效率；越聊，脑子越好使。我说的吐沫横飞，他听的津津有味，这才是会聊天，才是社交，才是生活。

  1877年，英国的廷德尔建立了间歇灭菌法。自然发生论的支持者认为，生物可以从非生物中产生。约翰廷德尔在一个特别设计的盒子里进行了他的实验，这个盒子叫做“廷德尔室”，他用这个盒子证明了灰尘携带细菌。假如没有灰尘，即使直接暴露在空气中，无菌肉汤仍将无限期地保持无菌状态。他观察到煮沸超过 5 小时不足以杀死某些细菌，并得出结论，细菌具有热稳定和热不稳定阶段，从而证明存在耐热形式的细菌。廷德尔根据菌体在100℃温度下半小时即可被杀死，而其芽孢在这种条件下却不会失去活力这一现象，通过交替加热和冷却对食物进行彻底消毒。具体方法是用100℃处理半小时，杀死培养基内杂菌的营养体，然后将这种含有芽孢的培养基在温箱内或室温下放置24小时，使芽孢萌发成为菌体。这时再以100℃处理半小时，再放置24小时。如此连续灭菌3次，即可达到完全灭菌的目的。间歇灭菌通常在流动蒸汽的灭菌锅中进行，也可用普通铝锅代替。这种灭菌方法多用于明胶、牛乳等物质的灭菌，这类物质在100℃以上的温度下处理较久，会被破坏，而用间歇灭菌法就既起到了杀菌作用，又使被处理的物质免遭破坏。

  云飞：这个说起来可能有点抽象，让我们以一个河水自然净化场景为例吧。污水携带细菌进入河流后，由于环境的变化，如基质减少、日光杀菌、水温及酸碱度不适、化学毒物存在、吞食细菌的原生动物存在等，使污水中带来的细菌逐渐死亡，从而使水体在某些特定的程度上得到自然净化。河流自净作用包含十分广泛的内容，这些作用又常相互交织在一起。

  云飞：应用最早、效果最可靠、使用最广泛的消毒法是热力消毒法，热可以灭活一切微生物，包括细菌、真菌、病毒，甚至抵抗力最强的细菌芽胞。

  热力消毒中，分为干热和湿热二类。干热:可使菌体蛋白氧化、变性、炭化和使电解质浓缩引起细胞中毒。湿热:可使菌体蛋白质凝固、变性。常用的干热消毒最重要的包含:干烤(电热、红外、微波)、烧灼、焚烧。常用的湿热消毒最重要的包含：煮沸、流通蒸汽、低温消毒(巴氏杀菌)、间歇灭菌(廷德尔灭菌)、压力蒸汽灭菌(下排气、预真空)。

  日常生活要喝到新鲜牛奶，却是有一段惨痛的历史故事，英国纪录片《Inside The Factory》，讲述这些最常见的食品背后故事。

  工业革命之前，想要喝到鲜奶其实不太容易，尤其若是在城市里，想喝新鲜牛奶就代表奶牛不能离太远，当时人们习惯饮用未经加工的生牛奶，而生牛奶极容易变质，尤其若天气炎热，刚挤出来的牛奶放2个小时就会变质，所以奶牛基本上要养在城市附近，但这样延伸的问题不仅是成本高，给城市环境带来的影响更严重。

  而工业革命之后，火车及铁路出现，改变人类饮食，北美火车把没人要的波士顿龙虾推广成为高级食材，英国火车则让大城市居民能够喝到足量的牛奶，没想到的是，竟然带来牛结核病。原本散养的方式，即使出现病牛，带有病原体的牛奶并不会马上扩散开来，改用铁路集中运输后，不同奶牛甚至不同养殖场的奶源混在一起运输，一头病牛的奶能污染上千头牛的奶，而且病原体不会因为稀释而失去传染力。

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