【摘要】微生物作為生物資源的重要組成部分，是我國生物領(lǐng)域中極具戰(zhàn)略價(jià)值的新邊疆。后疫情時(shí)代下，微生物之于人類未來社會(huì)發(fā)展所具有的重要意義日益凸顯出來。立足于新發(fā)展階段，全面防控微生物威脅、合理發(fā)展微生物技術(shù)、強(qiáng)化保護(hù)微生物種群與妥善利用微生物資源對國家的生物安全、生物保護(hù)、人類文明可持續(xù)發(fā)展以及人與自然和諧共生具有重大意義。
【關(guān)鍵詞】微生物 生物安全 生物保護(hù) 可持續(xù)發(fā)展 【中圖分類號】D631/F326.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
自新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，我國對生物資源管控與生態(tài)環(huán)境規(guī)制已經(jīng)上升到國家安全的高度。立足于新發(fā)展階段，我們需要對生物領(lǐng)域進(jìn)行更多向度的挖掘與探索。在生物學(xué)的定義中，微生物是除動(dòng)物、植物以外的微小生物的總稱。①在人類文明發(fā)展史中，微生物始終對社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展與人類健康生活發(fā)揮著重要作用。故而，微生物資源既是生物資源的重要組成部分，也是國家重要的戰(zhàn)略性資源。后疫情時(shí)代下，微生物之于人類未來社會(huì)發(fā)展所具有的重要意義日益凸顯。如何把握微生物與生物安全、生態(tài)治理以及人類文明發(fā)展之間的關(guān)系勢必會(huì)成為重要的時(shí)代議題。
全面防控微生物威脅是維護(hù)生物安全的必要保證
在國家最新頒布的《中華人民共和國生物安全法》中，將生物安全界定為：國家有效防范和應(yīng)對危險(xiǎn)生物因子及相關(guān)因素威脅，生物技術(shù)能夠穩(wěn)定健康發(fā)展，人民生命健康和生態(tài)系統(tǒng)相對處于沒有危險(xiǎn)和不受威脅的狀態(tài)。在現(xiàn)實(shí)中，引發(fā)生物安全危機(jī)的因素往往是多元的。在引發(fā)生物安全危機(jī)的內(nèi)在因素中，極具代表性的是各種病原微生物的滋生、繁殖與擴(kuò)散。病原微生物，是指能夠攻擊人體、動(dòng)物引發(fā)病患的微生物，包含細(xì)菌、病毒、真菌、寄生蟲等。相對于其他引發(fā)生物安全危機(jī)的因素，微生物具有隱蔽性強(qiáng)、擴(kuò)散速度快、破壞效果大等特點(diǎn)，極易對人類身體健康與生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境造成持續(xù)的破壞。
事實(shí)上，不論是歷史還是當(dāng)下，由病原微生物原因?qū)е碌纳锇踩C(jī)從未曾遠(yuǎn)離過我們，國家主體與非國家行為體之間通過微生物病毒來贏得戰(zhàn)爭和掠奪資源的例子屢見不鮮。從15世紀(jì)末，歐洲人將帶有天花病毒的毯子送給印第安人，致使瘟疫在印第安人中肆虐；到21世紀(jì)初美國五角大樓遭遇恐怖襲擊后的一年時(shí)間，美國民眾長時(shí)間處于面臨炭疽病毒襲擊的威脅和恐慌中。②微生物由于其自身具備的隱蔽性特征，極易被應(yīng)用于生物武器的制造。微生物制造的生物武器由于其研制技術(shù)難度相對較低、取材簡易且攻擊范圍廣泛，經(jīng)常為國際恐怖組織所利用，對國家的生物安全和公共安全會(huì)造成巨大威脅。在國際恐怖主義擴(kuò)散加劇、傳染性疾病肆虐、生物技術(shù)濫用誤用等現(xiàn)實(shí)背景下，由病原微生物引發(fā)的生物威脅亟需進(jìn)行重新認(rèn)識與深入評估。
與此同時(shí)，微生物耐藥性問題是與病原性微生物傳播相對應(yīng)的微生物安全威脅。微生物耐藥，是指微生物對抗微生物藥物產(chǎn)生抗體，致使抗微生物藥物不能實(shí)現(xiàn)對疾病的有效控制。在微生物引發(fā)的病害中，耐藥性病原微生物是威脅人類生命健康的最主要威脅之一，曾對人類的生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。目前，臨床治療中常用的抗生素藥物由于其攻擊靶點(diǎn)的殊異可分為3類：(1)干擾細(xì)菌DNA的復(fù)制和損傷修復(fù)；(2)影響細(xì)菌關(guān)鍵蛋白的合成；(3)破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的生物合成。③當(dāng)下抗生素藥物被大量應(yīng)用于流行性疾病的治療，致使微生物針對抗生素的攻擊靶點(diǎn)形成了相對應(yīng)的多種耐藥性機(jī)制。病原微生物耐藥性的提高一方面增加了治愈疾病的難度，另一方面由于耐藥性的增強(qiáng)而不得不增加藥量，使藥品積累的副作用對人體的傷害更大。病原微生物的耐藥性一旦在日積月累中提高到一定程度，將對人體的病毒免疫力造成極大破壞，最終導(dǎo)致普通的抗生素藥物無法對人體的一般性疾病形成治愈。試想人體一旦在微生物耐藥性的長期作用下，對流行性病毒喪失應(yīng)有的抵抗力，那么人類的衛(wèi)生醫(yī)療健康必將面臨嚴(yán)重的安全威脅。
新時(shí)代形勢下，微生物安全問題與公共衛(wèi)生、生態(tài)安全等領(lǐng)域相互交織，已成為我們亟需關(guān)注的生物安全新興領(lǐng)域。近年來，隨著國際形勢的不斷變化，微生物安全以及相關(guān)的微生物科技、微生物經(jīng)濟(jì)利益作為新科技革命的一部分，已成為大國之間競爭博弈的重要籌碼與戰(zhàn)略新邊疆。④基于微生物的特定屬性而言，微生物安全威脅具有突發(fā)性、隱蔽性、輻射性、多樣性等特征。微生物安全事件的影響范圍極易由危害民眾健康演變?yōu)槲＜皣野踩蛻?zhàn)略利益。在當(dāng)前的歷史時(shí)期，一般性的微生物安全威脅尚處于可控范圍。但隨著人類對于資源環(huán)境的污染破壞，新型傳染性疾病的不斷爆發(fā)，由微生物引發(fā)的安全風(fēng)險(xiǎn)亦會(huì)升級疊加。故而，全面管控微生物威脅對于維護(hù)國家生物安全意義深遠(yuǎn)、至關(guān)重要。
合理發(fā)展微生物技術(shù)是人與自然和諧共生理念的重要踐行
人是自然界的一部分，人與自然和諧共生是人類社會(huì)文明發(fā)展的客觀要求。人類任性貪婪地掠奪大自然必然遭到報(bào)復(fù)，這是恩格斯在《自然辯證法》中得出的重要結(jié)論。深刻踐行人與自然和諧共生理念的首要，便是把握人與自然的內(nèi)在關(guān)系。人與自然和諧共生的理念包含著人與生態(tài)系統(tǒng)、自然環(huán)境以及其他非人類生命和諧相處的意蘊(yùn)。⑤人與自然擁有平衡穩(wěn)定的關(guān)系是維持人與自然和諧共生的基礎(chǔ)性條件，一旦人與自然的關(guān)系遭到威脅與破壞，必將造成原本穩(wěn)態(tài)的失衡，進(jìn)而引發(fā)難以想象的災(zāi)難。隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人們對人與自然關(guān)系的把握與探究，亦不應(yīng)囿于人類活動(dòng)對基礎(chǔ)自然環(huán)境的影響。⑥作為非人類生命群體之一，微生物對人與自然的穩(wěn)態(tài)關(guān)系的維持具有舉足輕重的作用。
人與自然和諧共生的重要前提是人類要做到尊重自然，敬畏自然。在自然界中，微生物與其他生物以及生態(tài)環(huán)境間存在多重復(fù)雜的相互關(guān)系。在生物圈中，微生物遍布一切生物群落，并在生物群落中作為分解者承擔(dān)疏導(dǎo)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵性作用。一旦生物群落中缺乏微生物對物質(zhì)的分解處理，將致使有機(jī)質(zhì)相互疊加堆積，進(jìn)而直接抑制生物群落自身的生存發(fā)展。微生物具有強(qiáng)大的分解能力，一旦為之提供相對合適的環(huán)境條件和營養(yǎng)條件，即可降解一切有機(jī)物，表現(xiàn)出極強(qiáng)的去污能力。因此，人類持續(xù)探索通過培植相應(yīng)的微生物，用以凈化海洋、淡水以及土壤生態(tài)系統(tǒng)?？梢姡⑸镌诒Ｗo(hù)環(huán)境與凈化被污染的生態(tài)系統(tǒng)方面起到了不可替代的作用。微生物技術(shù)在應(yīng)用于生態(tài)治理時(shí)，具有成本低、效率高且無再生性污染的特點(diǎn)。合理發(fā)展微生物技術(shù)，使微生物資源得以妥善利用，將對實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的發(fā)展目標(biāo)提供助力?！ ?/p>
微生物對于人類社會(huì)生產(chǎn)與自然環(huán)境改善產(chǎn)生裨益的同時(shí)，亦會(huì)帶來一定程度的副效用。對于生態(tài)系統(tǒng)來說，許多微生物的繁殖與活動(dòng)會(huì)對生態(tài)環(huán)境帶來不同程度的污染，并對區(qū)域生態(tài)平衡造成危害。例如，在我國淡水生態(tài)體系中最具代表性的問題是水體富養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化的原因是氮、磷等物質(zhì)在水體中導(dǎo)致藻類等生物大量繁殖。在藻類生物死亡后，水中的需氧微生物會(huì)將其逐漸分解，大量消耗水中的氧氣。當(dāng)水中氧氣消耗殆盡后，厭氧微生物會(huì)繼續(xù)對水生物進(jìn)行分解，最終產(chǎn)生硫化氫等有毒氣體，導(dǎo)致水體惡化，對水體生態(tài)平衡造成破壞。可見，微生物對于自然環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)具有雙刃劍的作用。欲使微生物資源朝向有益于社會(huì)的方向發(fā)揮作用，需要合理引導(dǎo)微生物技術(shù)的發(fā)展。如此，既可以避免微生物技術(shù)的濫用與誤用，又可以使微生物資源充分發(fā)揮綠色效能，進(jìn)而為建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)提供保障。
新發(fā)展階段下，我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面趨向于綠色轉(zhuǎn)型，如何統(tǒng)籌生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生是我們面臨的重大歷史任務(wù)。在此情況下，唯有合理引導(dǎo)微生物技術(shù)的發(fā)展，將微生物技術(shù)發(fā)展與我國的生態(tài)治理有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二者相輔相成、相互促進(jìn)。如此既能讓微生物資源的有益功能得以充分發(fā)揮，又能全面抑制其帶來的負(fù)面效應(yīng)，使微生物成為真正意義上的人與自然和諧共生的促進(jìn)性因素。
強(qiáng)化保護(hù)微生物種群為維護(hù)生物多樣性奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)
長久以來，生物多樣性與人類社會(huì)的發(fā)展密切相關(guān)?，F(xiàn)今，生物多樣性已發(fā)展成為一個(gè)具有深刻內(nèi)涵和廣泛外延的概念。生物多樣性包括所有動(dòng)物、植物、微生物在內(nèi)的物種和它們所攜帶的遺傳基因、所存在的生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。生物多樣性為人類社會(huì)的發(fā)展提供基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著時(shí)代的發(fā)展，人類通過各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大影響。大量生物的生存空間遭到擠壓和破壞，有很多物種因此而瀕臨滅絕。微生物作為地球上出現(xiàn)最早、種類最多、分布范圍最廣的生物種群，與生態(tài)環(huán)境關(guān)系密切，為自然界一切生物的生存提供基本保障，是實(shí)現(xiàn)生物保護(hù)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
微生物的多樣性可以維持自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡，為人類、動(dòng)植物的生存發(fā)展提供良好的微觀生態(tài)環(huán)境。微生物多樣性是生物多樣性不可或缺的組成部分，微生物對食物鏈與生態(tài)系統(tǒng)起到積極的維護(hù)作用。生態(tài)系統(tǒng)中的微生物種類越多，其創(chuàng)造性越強(qiáng)，對生物的影響范圍亦愈加廣泛。微生物在自然界中既能發(fā)揮生產(chǎn)營養(yǎng)物質(zhì)，儲(chǔ)存能量的效用，又能承擔(dān)食物鏈中的分解者的任務(wù)。正因?yàn)槲⑸锞哂腥绱颂匦?，微生物種群才能為自然界中生物的生存提供保障。在自然界的物質(zhì)循環(huán)中，部分自養(yǎng)型微生物是食物鏈中的生產(chǎn)者，為消費(fèi)者提供能源與營養(yǎng)。絕大多數(shù)的微生物作為分解者，雖然不直接參與有機(jī)物的食物循環(huán)，但卻能將食物循環(huán)中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無機(jī)物，對食物鏈的穩(wěn)態(tài)起到維護(hù)作用，使各類生物得以生存發(fā)展。在自然界中，微生物為維護(hù)生物多樣性提供物質(zhì)循環(huán)基礎(chǔ)，一旦沒有微生物起到的生產(chǎn)者與分解者的作用，自然生態(tài)環(huán)境勢必陷入混亂，各類生物的生存亦將受到嚴(yán)重影響。
維護(hù)生物多樣性的核心目的是為了保護(hù)生物及生態(tài)系統(tǒng)。微生物種群在自然界中分布廣泛的原因主要在于其環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，功能性特征多樣。微生物由于其自身的功能，可以適應(yīng)高寒高壓、極端酸堿度環(huán)境的考驗(yàn)。同時(shí)，以發(fā)酵微生物為代表的許多微生物種群具有降解與清潔的作用，可以對自然界中絕大多數(shù)生物的生存環(huán)境起到調(diào)節(jié)作用。微生物物種資源是亟待深度開發(fā)的資源寶庫，既是研究生物與生態(tài)之間作用關(guān)系的理想媒介，亦是修復(fù)生態(tài)、改造自然的有力武器。微生物通過對生態(tài)系統(tǒng)的積極改造，為維護(hù)生物多樣性奠定了重要的生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)對生物多樣性的有效維護(hù)，必須加強(qiáng)對微生物種群的保護(hù)與合理利用，使微生物在未來的生物保護(hù)與生態(tài)治理等相關(guān)方面發(fā)揮出更大的效用。保護(hù)微生物種群是維護(hù)生物多樣性的基礎(chǔ)。在把握自然規(guī)律的條件下，處理好微生物種群、生物保護(hù)以及生態(tài)治理間的關(guān)系始終是維護(hù)生物多樣性應(yīng)該遵循的原則。
妥善利用微生物資源為推動(dòng)人類文明可持續(xù)發(fā)展提供動(dòng)能
綜觀歷史，可持續(xù)發(fā)展是人類對于長期以來走工業(yè)化發(fā)展道路的理性選擇，是針對以往粗放式發(fā)展所造成的系列弊病的警惕與反思?？沙掷m(xù)發(fā)展包括三重內(nèi)涵，一為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，二為生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，三為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。在可持續(xù)發(fā)展的要求下，人類的生產(chǎn)生活方式、能源的開采與使用皆需迎來新的轉(zhuǎn)型。在此背景下，微生物資源在人類生產(chǎn)生活與文明的發(fā)展延續(xù)中開始發(fā)揮越來越重要的作用。
長期以來，微生物資源與人類文明發(fā)展始終擁有密不可分的關(guān)系。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，微生物資源發(fā)揮著不可或缺的作用。由于微生物資源中包含病原體，其內(nèi)在作用機(jī)理可以用于殺滅部分有害生物，故而微生物資源成為制造農(nóng)業(yè)藥劑的重要原料。相對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)藥劑，微生物藥劑具有多種特殊效用。微生物藥劑是未經(jīng)化學(xué)合成、可消滅病原微生物的藥劑，被廣泛地應(yīng)用于果蔬以及糧食作物的除病害。微生物藥劑由于是非化學(xué)合成，即使大面積施用也不會(huì)對環(huán)境造成過度污染。微生物藥劑的作用機(jī)理是運(yùn)用病原微生物的靶向攻擊原理，故而其針對性較強(qiáng)，不會(huì)對靶向目標(biāo)以外的人畜造成危害，安全性極強(qiáng)。同時(shí)，微生物在進(jìn)行生命活動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物。這些代謝產(chǎn)物可以對土壤以及農(nóng)作物產(chǎn)生營養(yǎng)元素，既能提高土壤品質(zhì)，又能調(diào)控農(nóng)作物的生長。在此情況下，微生物資源成為制造農(nóng)業(yè)肥料的優(yōu)質(zhì)資源。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)肥料的施用會(huì)對生態(tài)環(huán)境造成破壞和污染，同時(shí)會(huì)對土壤產(chǎn)生負(fù)擔(dān)，造成土壤板結(jié)、理化性差的狀況。微生物肥料自身無毒無害，且生產(chǎn)成本低、消耗能源少，對于現(xiàn)代生產(chǎn)能源的節(jié)約與生態(tài)文明的可持續(xù)發(fā)展皆具有積極意義。
20世紀(jì)以來，微生物資源為生物制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了巨大的醫(yī)療價(jià)值與社會(huì)效益。眾所周知，疫苗是人類應(yīng)對傳染性疾病的最終武器，人們依靠接種疫苗來形成對傳染性疾病的有效防御。經(jīng)科學(xué)驗(yàn)證，在疫苗的生產(chǎn)中，需要多種微生物作為生產(chǎn)原料，通過高度工程化的微生物技術(shù)來完成微生物反應(yīng)過程，達(dá)到抵御病毒攻擊的目的。當(dāng)前為杜絕新冠肺炎疫情的傳播，我國已研制出新冠疫苗，其第一批已投入使用。同時(shí)，青霉素、鏈霉素等抗生素藥物亦需依靠微生物資源進(jìn)行生產(chǎn)。微生物資源對于人類醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)至大，對人類生命健康的維護(hù)居功至偉。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在20世紀(jì)的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者中，有超過三分之一的科學(xué)家是從事微生物領(lǐng)域研究的，可見微生物資源的有效利用為人類文明延續(xù)與進(jìn)步做出了卓越的貢獻(xiàn)。
隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，能源枯竭問題已成為21世紀(jì)面臨的重大挑戰(zhàn)。在新發(fā)展形勢下，開發(fā)生態(tài)綠色的清潔性能源已成為推動(dòng)人類文明可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程中的關(guān)鍵性任務(wù)。在以往的發(fā)展中，人類過度依賴石油、煤炭等化石能源。這些能源不僅難以再生，而且會(huì)對環(huán)境造成污染。在此背景下，微生物在生產(chǎn)清潔能源的過程中開始逐漸發(fā)揮作用。在凈化傳統(tǒng)能源過程中，以嗜熱菌、嗜酸菌為代表的微生物資源可以對煤炭等化石燃料燃燒后產(chǎn)生的有毒物質(zhì)進(jìn)行脫硫處理，極大地減輕有害物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境的破壞。在清潔能源的生產(chǎn)方面，部分微生物混合菌群可以利用秸稈、木渣等有機(jī)廢料通過發(fā)酵生產(chǎn)乙醇等清潔能源。微生物脂肪酶作為催化劑，利用動(dòng)植物油以及工業(yè)廢油通過酯化反應(yīng)生產(chǎn)出生物柴油來實(shí)現(xiàn)能源供給。與此同時(shí)，微生物資源在生產(chǎn)氫能、燃料電池等可再生清潔能源的過程中皆發(fā)揮重要作用。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，微生物與生態(tài)環(huán)境之間形成了健康有序的物質(zhì)交換與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。實(shí)質(zhì)上，微生物對于人類文明的發(fā)展與演進(jìn)起到了不可替代的作用。隨著人類對能源需求的不斷增長以及對環(huán)境保護(hù)的客觀需要，對微生物資源進(jìn)行深度的開發(fā)與利用是推動(dòng)人類文明可持續(xù)發(fā)展的理性選擇與可靠路徑。
后疫情時(shí)代下，國民對于生物安全與生態(tài)文明的需求愈加迫切。微生物與生物安全、生物保護(hù)、生態(tài)安全等領(lǐng)域相互交織、相互影響。微生物資源的開發(fā)與利用將不斷完善，既對人類文明的可持續(xù)發(fā)展形成積極影響，亦會(huì)為促進(jìn)人與自然和諧相處提供助力。立足于新發(fā)展階段，將微生物技術(shù)的發(fā)展置于突出的戰(zhàn)略位置，是推進(jìn)國家生物安全治理體系和生態(tài)安全治理能力現(xiàn)代化的基本要求與必然選擇。
（作者為哈爾濱工業(yè)大學(xué)馬克思主義學(xué)院教授、博導(dǎo)；吉林大學(xué)東北亞研究院碩士研究生季巖對本文亦有貢獻(xiàn)）
【注：本文系國家社科基金重點(diǎn)項(xiàng)目“總體安全觀視域下的生物資源管控與生物安全研究”（項(xiàng)目編號：20AZD113）階段性成果】
【注釋】
①《國家自然科學(xué)基金委員會(huì)生命科學(xué)部2016年度面上項(xiàng)目》，《生命科學(xué)》,2016年第12期。
②高德勝、周笑宇：《<美國國家生物安全防御戰(zhàn)略>文本解讀及其對我國生物安全建設(shè)的啟示》，《求是學(xué)刊》，2020年第2期。
③Walsh C，“Molecular mechanisms that confer antibacterial drug resistance”，Nature, 2000, 775–781.
④王小理：《生物安全時(shí)代：新生物科技變革與國家安全治理》，《國際安全研究》,2020年第4期。
⑤余澤娜：《論“人與自然和諧共生”蘊(yùn)涵的三層關(guān)系》，《云南社會(huì)科學(xué)》,2021年第1期。
⑥房小捷：《馬克思“人與自然對象性關(guān)系”概念對環(huán)境史研究的意義》，《史學(xué)理論研究》,2016年第4期。
責(zé)編/趙博藝 美編/李祥峰
聲明：本文為人民論壇雜志社原創(chuàng)內(nèi)容，任何單位或個(gè)人轉(zhuǎn)載請回復(fù)本微信號獲得授權(quán)，轉(zhuǎn)載時(shí)務(wù)必標(biāo)明來源及作者，否則追究法律責(zé)任。
