微生物 图片来源：pixabay
1986年，加拿大农业博物馆的Yiu-Kwok Chan发现了一新的细菌菌种，并经由标准程序将该菌种储存到了美国菌种保藏中心，这里是科学家保藏新型菌株的仓库。几十年来，该新菌种一直保藏在这里，而在2020年，康奈尔大学博士后研究员Roland Wilhelm发现该菌种和另一细菌种群十分相似。Wilhelm从美国菌种保藏中心取了一小瓶Chan发现的菌种样本，借助更先进的DNA测序技术证实了1986年发现的菌种实际上是他目前正在研究的Paraburkholderia细菌的一种。如果没有这一能将不同时代科学家联系起来的细菌档案库，他就不可能有这一发现。
监测全球微生物的进化是一项艰巨的挑战。微生物形成新物种的速度要比人类以及许多其他有性繁殖的动物更快，科学家们发现的微生物新物种数量在过去几年一直在稳定增加。然而有些估计模型认为微生物灭绝速率十分接近于新物种形成的速率，许多曾经存在过的微生物族系已经灭绝了。众所周知，微生物在营养物质循环、农业生产力和土壤健康、产生抗体和抗癌物质以及保护人类肠道健康和免疫系统方面至关重要。然而现在我们仍然在不断探索、学习微生物世界，这意味着微生物保藏变得更加重要。
菌种保藏能够保留微生物多样性，正如种子库能够保留植物基因多样性一样。世界微生物数据中心几乎在世界各地都有微生物菌种保藏中心，总共包含超200万种细菌、真菌以及病毒，然而这一数值也不过是地球巨大微生物种类数的一小部分。
微生物菌种保藏中心会接收来自世界各地的样本，但有些地方要比其他地方产生更多的微生物。微生物资源保藏中心的职员Michael Ramm表示，该保藏中心会接收世界各地的菌种，但主要接收来自于亚洲国家的。有些国家和地区目前是微生物发现的热点地区，并且有着大规模的隔离保藏活动。我们经常会听到生物多样性热点地区一词以及像是渡渡鸟灭绝那样具有警告意味的故事，但是微生物保护并不是公众常谈论的话题之一。
我们忽略微生物保护的原因之一是大部分微生物都非人眼可见，而且很难生长在它们自然栖息地外，仅有不到2%的环境细菌能够在实验室里进行培植，这就使得在微生物保藏及培养过程中，寻找到合适的营养、盐分以及大气条件十分艰难。科学家可能需要几个月甚至几年才能将微生物从它的生长环境中分离出来。
微生物难以用肉眼直接观察 图片来源：pixabay
研究人员需要像是全球菌种保藏中心这样的仓库来确保那些能够进行人工培养的珍稀菌种得以长期保存。Kirk Broders是位于伊利诺州皮奥瑞亚的北方地区研究实验室菌种保藏馆的馆长，他十分看好菌种收藏的潜力。“与来自于世界各地进行着有趣研究的研究员们联系在一起，并为他们提供资源是我工作中最令人兴奋的一部分，培养以及欣赏各种美丽多彩的真菌和细菌也能带来最简单的快乐。”
表面上看，这些保藏中心就像是微生物博物馆那样将各个菌种分门别类，然而它们真正的价值在于它们所具有的科学潜力：下一个能治愈癌症的新抗生素，或者是能够减少温室气体排放的微生物，可能就藏在这些小瓶子之中。英国国家典型菌种保藏所所长Sarah Alexander说：“在科学中，我们很难预测哪一种生物菌株会具有重大的临床意义，如果科学家能够把菌株保留起来，那么它就可以被下一代科学家们使用，并且永远不会丢失。”
小瓶之中暗藏解决问题的钥匙 图片来源：pixabay
菌种保藏能够确保科学家们现在研究的菌株就是30年前研究中所使用的菌株，就像Wilhelm的事例那样。因此，许多菌种保藏中心开始在官方接收提交菌种方面实施更加严格的规定。在过去，只要对菌种进行微观检查就足够了，但是现在像是北方地区研究实验室这样的保藏中心开始要求额外采取一项安全措施以防止污染：提交菌种的基因测序结果必须和科学家在实验室中发现的相匹配。许多微生物的进化速度十分快，菌株只要在实验室里呆几个月，就有可能和最初发现的时候不一样。一旦微生物学家能够证实菌种的基因测序吻合，那么该菌种就会被冷冻保藏，也就是使用超低温或液态氮闪冻来进行长期储存。
菌种保藏中心在帮助科学变得更加开放、更具合作性、产生更多成果方面的重要性不言而喻。这些保藏中心保护着地球目前的微生物多样性，还有可能掌握着解决许多全球性紧迫挑战的微观钥匙。他们也是微生物世界的图书馆，每一株菌株都有自己独一无二的故事。英国国家典型菌株保藏所首个分离的细菌来便是来自一位一战士兵，该细菌目前被用于抗击痢疾。Alexander认识到了菌株的历史和发展前景。“维持、保护以及扩大这个包含6000多株来自于900个不同微生物种群的菌种保藏中心是一项优势，菌种保藏中心是生物仓库，我们可以借此来保存那些现在还存在的微生物菌种以确保他们能够被用于研究。”
撰文：Janani Hariharan
翻译：先雨
审校：殷姝雅
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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