大家对我们可能都不陌生了吧，我们叫硝化细菌，可不是帮助你们消化大鱼大肉的那个消化哦。我们兄弟二人（等等，怎么是两个？），别急，一会你们就明白了。哥哥叫硝酸菌，弟弟叫亚硝酸菌，因为我们哥儿俩老是形影不离，长得又酷似双胞胎，人们就把我们统称为硝化细菌了，其实我们兄弟两个差别还不小呢，硝酸菌虽然是哥哥，但干起活来打头阵的还是靠弟弟。
说了半天，大家怎么也不和我们打个招呼呀，伤自尊了，也难怪，我们太小了，大家如果不用显微镜是根本看不见我们的，哎，真是“菌微言轻”啊，好吧，既然看不到我们，那我们兄弟就自我描述一番吧：我们身材都很苗条，人称我们“杆菌”（像电线杆）。在革兰氏染液（一种专门染细菌的染液）里洗过澡后，我们都是红色的。我们大部分的同胞都长着长长的鞭毛，我们可以借助它们像船桨一样在水中自由地游泳。
我们的重要性大家了解吗？不是吹牛，如果没有我们兄弟两个，大家在水族箱里养鱼种草几乎是一件不可能的事，关叔也要失业了哦，真的，不信给大家显摆显摆。
在大家的草缸中，氮元素是普遍存在的，水草、鱼、饲料、藻类甚至鱼类粪便中都有它的踪影，它是构成蛋白质的必要元素。那么，烂掉的水草叶子、死去的鱼儿、没吃完的饲料、凋亡的藻类和鱼儿的粪便中的氮后来去哪里了呢？有人可能说，我从来没有注意过它们，可最后都不见了啊，其实它们是被一些称为腐生细菌的家伙分解了，有机的氮变成了无机的氨，就像一条刚死的鱼是没有味的，腐败时就会产生刺鼻的臭味，这里边就有氨的味道。
氨对于鱼类是剧毒的，它能使鱼类血液中的蛋白质变性而失去生理功能，导致鱼类的死亡。当水体中氨浓度超过0.2ppm时就会造成鱼类急性死亡。
氨有如此剧毒，那为何大家的鱼都还好好的呢？哈哈，就是因为有我们硝化细菌呀。弟弟亚硝酸菌负责把氨氧化成亚硝酸盐，再由哥哥把亚硝酸盐氧化成硝酸盐。亚硝酸盐也是有毒的，但比起氨来说是小得多了，而硝酸盐是无毒的，它是水草等水生植物很好的氮肥。大家种水草时并不添加氮肥，液肥、基肥、根肥的说明书讲得明明白白：不含氮、磷，那为什么大家的水草还养得那么好啊？还不是有我们兄弟呗。
有人认为鱼的排泄物可以当作水草氮肥，可水草根本无法直接利用鱼类排泄物。这些排泄物必须在那些腐生细菌的“帮助”下（可不是我们兄弟哦，这种事可不能争功）变成一些小分子无机物如氨、硫化氢等（净是剧毒物，这帮小子）。我们得给它们收拾残局，把氨转化成水草可以直接利用的硝酸盐，这才把大家的草养得肥肥壮壮的，鱼儿也避免了氨毒之苦。
下面着重介绍下我们的生活特点：
1、我们属于自给自足性的自食其力的细菌，科学家叫我们自营性细菌，我们用最简单的无机物如二氧化碳为碳源来构成我们的身体，而建造我们自己的能量源泉就是我们氧化氨和亚硝酸盐过程中所释放出来的能量。可见我们的工作也不光为了大家，更重要的是为我们自己，那句话怎么说来着“菌不为己，天------”不说了，有点太不厚道了。我们这种生存方式，大家看是不是和水草很相似啊，只不过水草是利用光能来养活自己，我们是利用化学能而已，而另一些家伙比我们聪明得多，它们被称为异营性细菌（就是那些专门制造毒物的家伙），它们用有机物做碳源来构建它们的身体。
2、我们除了像水草一样进行糖类合成反应外（把二氧化碳和水在化学能的作用下合成葡萄糖），也需要其他的营养元素，如铁、锰、磷、钾等，用以代谢合成我们生长所需的一些蛋白质和脂肪等物质，所以大家给水草施的肥料和二氧化碳，我们也笑纳了些，抱歉没打招呼哦。
3、要说我们最不喜欢呆的地方，那就是一个充满了有机废物（如鱼便便）的环境，因为过多的有机物让我们无法忍受，我们又不能把它们当作食物，过多的有机物将会抑制我们的生长和繁殖，但是哥哥硝酸菌对有机物并不那么敏感，有时甚至还能“吃”些水溶性有机物（啊，变节啊），但大多时候我们配合还是非常默契的，兄弟就是兄弟嘛。因为我们有这一特性，所以大家就别指望我们在有一大堆鱼便便的肮脏的过滤棉上安家了，最适宜我们居住的地方是比如生化球、生化环、生化棉这样的，当然在水流流过我们家之前最好把水里的鱼便便、烂叶子提前过滤掉，不然的话，这些东东堵在我们家里，我们可就惨啦，拜托了啊。
4、前边说过了，我们很多兄弟都是游泳健将，我们可以在水中做主动的迁移，虽然这很耗费体能，但如果我们居住的家园受到外来干扰、没有食物吃、有外族入侵、生活环境突然变化时，我们还是会做主动的战略转移的，在转移的途中，我们可是不会吃任何东西的，所以一旦我们背井离乡，请赶快给我们找一个家吧，让我们固定下来好为大家更好地服务。不用担心我们无法在固体表面固定的问题，我们兄弟可是这方面的高手，我们在水中到处游荡时，如果发现有什么固体物质，就会立即分泌一种粘性物质，牢牢地把自己粘到那上边，这样一层层地粘上去，直到形成一个膜，大家都管我们形成的这个膜叫“生物膜”，水质的净化就要靠它了。
5、再透漏些比较隐私的问题，就是我们的繁殖了。我们的繁殖速度说起来真有些不好意思，我们是微生物世界的“大象”，繁殖周期非常长，和那些异营性的腐生菌比较一下大家就明白了。在20个小时内，1个异营性细菌可以分裂成1000000000个，但我们还停留在1个的状态，这也没有什么奇怪的，我们维持生命和繁殖的物质都是靠自己制造的，要耗费大量能量和时间，而那些异营性细菌则可以利用很多现成的东西。讲到这里就不能不说一种发生在开缸后不久容易发生的问题，我们暂且叫它开缸综合征。有些人在开缸后的一个月内鱼儿会不明不白的死去，这主要是因为鱼类的排泄物被那些异营性细菌分解为氨等有毒物质，它们繁殖得实在太快了，相信大家都了解夏天饭菜变质的速度，越来越多的氨在产生，直到超出了鱼、虾能够忍受的极限，它们就……，好痛心啊，那大家问，你们干什么去了？真白养活你们了！各位老大先别急，这事不怪我们，在刚开缸的一个月内，因为我们生得实在太慢了，根本没办法处理那么多的氨，寡不敌众啊。所以提醒各位在开缸后的一个月内勤换换水、少喂喂鱼、用点细菌制剂吧。
6、大家可能认为我们兄弟也太逊了，生得又慢、长得又慢，怎么还没有被淘汰掉呢？达尔文的理论看来问题是不小啊。先等等，我们兄弟虽然有弱点，但也有其他细菌不具备的优势呢！最主要一点就是我们在食物短缺等恶劣环境下可以像冬天的狗熊一样“休眠”，避免了像其他细菌一样被饿死的命运，我们的休眠期最长可以达到2年之久。利用这个原理，有人把我们制成了菌液出售，可以长期保存，其实那里边就是“休眠”的我们。
7、我们还对氧有一种由衷的偏爱，在缺乏氧气的环境里我们根本就无法高效率地处理氨和亚硝酸盐，以至造成我们的生存危机。所以大家如果想让草缸的水质真正良好的话，就让水草制造更多的氧气给我们吧，大家会得到回报的。
8、可能还有人不知道，我们对光线有多么厌恶。弟弟亚硝酸菌对近紫外线的可见光非常敏感，所以不要把飞利普865照到我们身上哦，紫外线对我们的杀伤力更是巨大的。所以让我们在黑暗中工作吧，我们会感谢大家的。
9、在酸碱度方面我们也提点小小要求：我们在弱碱性的环境里生活得更舒服些，如果是草缸，最好也别把PH值调整到6以下，对我们的健康很不利的呀。另外，最适合我们的温度是25度哦。
10、有些毒物也对我们的健康不利，如一些治疗鱼病的鱼药、硫酸铜或螯合铜等，所以在治疗鱼病的时候一定要注意，如果我们都死光光了，你的缸即使不是新开的，也有可能发生开缸综合征的。
最后澄清一个问题，那就是在水族箱中即使添加我们也无助于改善水的浑浊问题，因为我们是被大家用来对付氨和亚硝酸盐而不是水中悬浮的细小颗粒、细菌乃至藻类的。但有一点可以肯定，那就是我们会使你的水族箱中的水变得更优质、更适合生物之生长。
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引用地标示号 文献作者 文献名称 文献出处（期刊、文摘、组织刊物） 年份刊号页码等
［1］裴新宁. “学习者共同体”的教学设计与研究[J].全球教育展望，2001(3)：10-15.
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渺望浩瀚宇宙，探寻过去与未来，我们从单细胞生物逐渐向类人猿，人类演变。我们不是世界唯一的主宰，从目前的记载来看，早在公元前2.5亿年 公元前6500万年，是陆地上最大的生物恐龙统治世界，而后探寻到我们人类的生存痕迹，曾经我们认为自己在统治世界，或者说我们与其它动物统治自然界，但如今看来，世界的主人并不是“我们”！
世界的主宰是谁？恐龙？人类？未来可能是老鼠吗？其实，我们忽略了它——微生物，微小，但威力却很强大！地球最早的生命起源微生物化石，最早可追溯到42.8亿年前，相比于人类的繁衍 历史 ，微生物在地球的生存时间比我们要久远许多。由此，“细菌主宰人类”的理论也逐渐得到推崇，你的饮食、情绪、疾病等无一不与微生物有关。微生物它们“有思想，有头脑”，它们繁殖能力比任何一个生物都要强，人体的微生态宇宙平衡的关键不是细胞，而是细菌！
细菌华丽地生活在我们身边
如果说人体是一个宇宙，除了父母给我们的完美躯体外，还有一个更加庞大的微生物群。人体的10%是细胞，90%都是细菌。也可以这样说，一个人大约有1万亿个细胞，而体内的细菌数量却高达10万亿个，也就是说我们在大街上看到的大多数都是细菌！它们无处不在，与我们人体共生共存，可以寄生在我们的皮肤、口腔、眼结膜、阴道、尿道中。它们是“寄生虫”吗？并非如此。
人体与微生物是互帮互助的关系：身体是微生物的宿主，它们依赖宿主存活；同样，它们维护宿主的 健康 ，共生共存，互惠互利。长时间以来，人体与微生物达成了合作共识。人体作为微生物生活繁衍的重要栖息地，微生物作为回报帮助人体分解营养物质，在漫长的进化过程，向微生物“借基因”是我们不断进化获得新技能的重要步骤。
“世界上没有两片完全相同的叶子”，同样世界上没有两个拥有相同微生物菌群的人。每个人都会形成独特的细菌群落，即使是同卵双胞胎，他们的微生物组之间也有差异。这甚至影响到了遗传基因，换句话来说，人类发展到今天，细菌“功不可没”。
然而在过去的很长一段时间里，“细菌”却被我们视为天敌。从过去的宣导中我们不难看出：使用香皂消除细菌，用抗生素抑制细菌，消毒液杀菌。在某种意义上来说，这些消杀品帮我们对抗有害菌，但同时也与有益菌隔绝开来。 写到这里，我总会想起美国自然医学专家乔希·阿克斯在《吃土》曾经提及过：土壤中蕴藏着丰富的微生物，500毫克的土壤，其中的微生物数量就超过地球人口总和。但现代的生活方式却让我们远离了土壤，当孩子在花园里玩泥巴，总会被大人斥责“太脏了”；超市里买的萝卜总是干干净净，不带泥土；手上沾了一点泥土，人们就用含杀菌剂的洗手液反复地清洗......人们远离了土壤，拒绝与细菌“亲密接触”后，同样也付出了沉重的代价——肥胖、过敏、炎症性肠病、抑郁、失眠、自闭症甚至癌症。 所以，这位医学博士，建议我们“吃土”——去和大自然多接触，去改变传统精细的生活方式。
我们为何能与细菌和平共处？
其实，一直以来我们都在与细菌和平共处。但我们还在母亲的子宫里时，我们是无菌的。而第一次菌群定殖是发生在我们从母亲产道分离的那一刻，我们收获了来自母亲的第一份礼物——来自产道的微生物组的菌群。而通过剖腹产出生的婴儿，具有的是类似于皮肤表面微生物组的菌群，多数是潜在的有害菌群——葡萄球菌，与此同时也表明，剖腹产方式出生的婴儿可能在以后的生活中对于多种疾病都有较高的患病风险。
随着婴儿逐渐长大，逐步会形成自己独特的微生物组菌群。虽然人体90%都是细菌，但我们与细菌相处的方式是和平发展的。在人类的 历史 上，有几次大的传染病灾难。比如十九世纪末的鼠疫还有近代的霍乱，最后人类不再受疾病困扰，是我们打败了病毒了吗？如果病毒一直存在，那么为什么人类至今没有灭亡呢？你不必为此忧心，我可以告诉你的是，甚至于冰川下的古老病毒一直存在，我们人类并没有打败这些有害菌，而是“驯化”了它们，与之和平共处。而且除了有害菌的肆虐，人体内的有益菌在其中也发挥着重要作用，这里要提到一个概念“共生菌”。那么，这种“共生菌”是不是越多越好呢？其实，不然。从肠道菌群来说，肠道内有益菌占20%，有害菌占10%， 条件致病菌占70%。各种细菌之间，其实也存在着微妙的平衡关系，这种人体微生态平衡维持着人体 健康 发展。
微生物对人体的影响
微生物组在过去的200万年间，发生了翻天覆地的变化，我们与这些微生物寄居者进化出了亲密的共生关系。在人类出现开始，微生物早在这个地球上生存了数十亿年，随后它们参与到我们的进化过程当中来，甚至一定程度上我们体内的细胞基因表达也受到了它们的影响。
微生物的重要性相信也是不言而喻的，美国国立卫生研究院在2008年就启动了人类微生物组计划，作为人类基因组计划的延伸。现在不可否认的是，肠道菌群参与着多种生理作用，包括营养物质的分解、炎症、维生素生成，以及当微生态菌群稳态失衡，可能引发的一系列免疫系统疾病，比如过敏、哮喘、抑郁症、痴呆症、糖尿病等，甚至是情绪、代谢、免疫、生命力，它也会影响我们对这个世界的看法和思考能力。
或许在21世纪的今天，我们需要重新看待世界，从另一角度去解读。微生物对于我们的意义，并不仅仅是共存，而是对 健康 、生活、精神等更深远层面的影响，也可以说“未来，将是微生物的时代”。
参考文献：
[1] 乔希·阿克斯. 吃土
[2] 戴维·铂尔马特. 菌群大脑
[3] 藤田紘一郎. 菌语
[J] 细菌：人体宇宙中的共生世界：我们=10%人+90%细菌
前段时间在一个学术交流群里看到有人提问Microbiome和Microbiota以及Metagenome之间的区别，回想了一下，Ken在上分子植物病理学的时候提了一嘴，当时听懂了，打算给人家解释一下，但话到嘴边又不知道该怎么说。
在网上搜了一下找到了一篇很棒的英文科普文章，作者是Leanne Edermaniger，尽管作者是以肠道微生物为例，但也很好的解释了biome和biota的区别，用于病理学大差不差。
我对原文进行了修改（删减和补充）和翻译，让建团师兄帮忙修正以后发了出来，提供给大家学习参考。
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动物、植物，甚至海洋和土壤都有自己的由特定居民组成的生物群落。
我们的身体不仅仅是我们自己的，还是大量微生物的家园。如果你让多数人来定义微生物组（microbiome），其中少数可能会说它指的是生活在特定地方的细菌生态系统，甚至可能提到肠道。
对于科学家来说，生物群落是一个由动植物群组成的生态系统。他们使用“微”这个词来表示这个生态系统是人眼看不见的。它主要由细菌，但也包括病毒、古细菌和真菌组成（还包括原生动物、卵菌等），在维持环境稳定方面发挥作用 。
人类微生物组（human microbiome）包含数以万亿计的微生物，这些微生物可以根据它们的位置分成多个小部分。当我们说肠道微生物组（gut microbiome）时，我们指的是存在于结肠中的微生物（及其基因）。
但微生物组不仅仅是人类的一个特征——动物、植物、土壤和海洋也有自己的特征。不管你怎么看待它 ，肠道微生物组都对人类健康起着重要作用。
（肠道微生物组）它是数万亿微生物细胞的家园，是我们生物学的重要组成部分，发挥许多生理功能，帮助保持肠道内壁的完整性，并保护我们免受疾病的侵害。
尽管这两个术语可以交换使用，但微生物组（microbiome）和微生物群（microbiota）之间还是存在细微的差别。
在许多情况下，比如在本文章下，微生物组（microbiome）和微生物群（microbiota）通 常是同义词，但认为它们是独立的实体是情有可原的。
简单来说，对于研究人员，存在一些微小但相关的差异，正如营养学家和临床神经科学家 Miguel Toribio-Mateas 解释的那样：“虽然它们经常交换使用，但微生物群（microbiota）是真正的病菌，而微生物组（microbiome）是病菌及其基因。”
相比之下，肠道微生物群描述了大肠中存在的不同的微生物群，包括细菌、古细菌和病毒。它与人类一起进化到今天，彼此受益。
肠道微生物群中存在多种类型的细菌。然而，虽然之前估计人体中的细菌数量是人类细胞的10倍，但现在认为两者的数量大致相同。
一些细菌是有益的，因为它们为健康提供了必不可少的功能，例如生产维生素或丁酸盐。当其他的菌具有多种重要功能时会被认为是益生菌，如双歧杆菌和乳杆菌。
我们也有少量的机会主义微生物，如果它们不受其他微生物群的控制，它们就有能力让我们生病。最后，还有许多共生微生物，它们是无害的并在生态系统中与生物和谐共处。
生物学中的微生物组（microbiome）的定义是指微生物和其基因（以及环境） ，而微生物群（microbiota）仅指微生物本身。 如果你只想谈论环境中的所有基因，它被称为宏基因组——它也是科学研究中常见的兴趣来源。
换句话说，当我们定义微生物组（microbiome）时，我们指的是微生物和其遗传物质，以及它们如何对（不对）人体健康起作用的。请记住，病原体也会构成你的一些微生物组，而不仅仅是有益或共生的微生物。
肠道微生物群（microbiota）的定义是指在特定环境中按类型发现的微生物，包括细菌、真菌、病毒、原生动物和古细菌，其多样性因人而异。
生物学专家的任务是在生命之树中分配名称和分类单元（等级），因而不同的细菌具有由称为分类学的学科分支确定的特有名称。
例如，益生菌鼠李糖乳杆菌实际上是乳杆菌属，属于厚壁菌门，而厚壁菌门属于细菌（与植物或动物不同）。
不同的细菌生活在身体的不同部位，喜欢不同的食物，并执行不同的功能。口腔中的口腔微生物群，具有许多子类别（腋窝、鼻子、脚等）的皮肤微生物群，以及肠道微生物群——当然还有许多其他微生物群。
肠道中数以万亿计的细菌对我们的健康、新陈代谢甚至对于疾病的预防具有深远的影响。
当我们听到微生物、细菌或病毒这些词时，我们往往会想到一些不好的东西，但并非所有这些微生物都会引起疾病。事实上，我们依靠它们来执行我们可能无法完成的功能。
我们肠道中的细菌有助于分解我们食用的植物纤维，因为我们的身体无法为这项艰巨的任务产生足够的酶。由此，他们将碳水化合物转化为有益的代谢物，如丁酸盐和维生素。
微生物群（microbiota）指真实存在的微生物，而微生物组（microbiome）指微生物及其基因（与环境）。
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参考文献：
除此之外，Leanne Edermaniger还有很多科普文章，可以用来学习英语哦~
