【摘要】微生物作為生物資源的重要組成部分，是我國生物領域中極具戰略價值的新邊疆。后疫情時代下，微生物之于人類未來社會發展所具有的重要意義日益凸顯出來。立足于新發展階段，全面防控微生物威脅、合理發展微生物技術、強化保護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、人類文明可持續發展以及人與自然和諧共生具有重大意義。
【關鍵詞】微生物 生物安全 生物保護 可持續發展 【中圖分類號】D631/F326.2 【文獻標識碼】A
自新冠肺炎疫情暴發以來，我國對生物資源管控與生態環境規制已經上升到國家安全的高度。立足于新發展階段，我們需要對生物領域進行更多向度的挖掘與探索。在生物學的定義中，微生物是除動物、植物以外的微小生物的總稱。①在人類文明發展史中，微生物始終對社會生產發展與人類健康生活發揮著重要作用。故而，微生物資源既是生物資源的重要組成部分，也是國家重要的戰略性資源。后疫情時代下，微生物之于人類未來社會發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、生態治理以及人類文明發展之間的關系勢必會成為重要的時代議題。
全面防控微生物威脅是維護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：國家有效防范和應對危險生物因子及相關因素威脅，生物技術能夠穩定健康發展，人民生命健康和生態系統相對處于沒有危險和不受威脅的狀態。在現實中，引發生物安全危機的因素往往是多元的。在引發生物安全危機的內在因素中，極具代表性的是各種病原微生物的滋生、繁殖與擴散。病原微生物，是指能夠攻擊人體、動物引發病患的微生物，包含細菌、病毒、真菌、寄生蟲等。相對于其他引發生物安全危機的因素，微生物具有隱蔽性強、擴散速度快、破壞效果大等特點，極易對人類身體健康與生態系統環境造成持續的破壞。
事實上，不論是歷史還是當下，由病原微生物原因導致的生物安全危機從未曾遠離過我們，國家主體與非國家行為體之間通過微生物病毒來贏得戰爭和掠奪資源的例子屢見不鮮。從15世紀末，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世紀初美國五角大樓遭遇恐怖襲擊后的一年時間，美國民眾長時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難度相對較低、取材簡易且攻擊范圍廣泛，經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造成巨大威脅。在國際恐怖主義擴散加劇、傳染性疾病肆虐、生物技術濫用誤用等現實背景下，由病原微生物引發的生物威脅亟需進行重新認識與深入評估。
與此同時，微生物耐藥性問題是與病原性微生物傳播相對應的微生物安全威脅。微生物耐藥，是指微生物對抗微生物藥物產生抗體，致使抗微生物藥物不能實現對疾病的有效控制。在微生物引發的病害中，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，曾對人類的生命財產造成重大損失。目前，臨床治療中常用的抗生素藥物由于其攻擊靶點的殊異可分為3類：(1)干擾細菌DNA的復制和損傷修復；(2)影響細菌關鍵蛋白的合成；(3)破壞細菌細胞膜的生物合成。③當下抗生素藥物被大量應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形成了相對應的多種耐藥性機制。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有的抵抗力，那么人類的衛生醫療健康必將面臨嚴重的安全威脅。
新時代形勢下，微生物安全問題與公共衛生、生態安全等領域相互交織，已成為我們亟需關注的生物安全新興領域。近年來，隨著國際形勢的不斷變化，微生物安全以及相關的微生物科技、微生物經濟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為危及國家安全和戰略利益。在當前的歷史時期，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境的污染破壞，新型傳染性疾病的不斷爆發，由微生物引發的安全風險亦會升級疊加。故而，全面管控微生物威脅對于維護國家生物安全意義深遠、至關重要。
合理發展微生物技術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文明發展的客觀要求。人類任性貪婪地掠奪大自然必然遭到報復，這是恩格斯在《自然辯證法》中得出的重要結論。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在關系。人與自然和諧共生的理念包含著人與生態系統、自然環境以及其他非人類生命和諧相處的意蘊。⑤人與自然擁有平衡穩定的關系是維持人與自然和諧共生的基礎性條件，一旦人與自然的關系遭到威脅與破壞，必將造成原本穩態的失衡，進而引發難以想象的災難。隨著人類社會的發展，人們對人與自然關系的把握與探究，亦不應囿于人類活動對基礎自然環境的影響。⑥作為非人類生命群體之一，微生物對人與自然的穩態關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環境間存在多重復雜的相互關系。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疏導物質循環的關鍵性作用。一旦生物群落中缺乏微生物對物質的分解處理，將致使有機質相互疊加堆積，進而直接抑制生物群落自身的生存發展。微生物具有強大的分解能力，一旦為之提供相對合適的環境條件和營養條件，即可降解一切有機物，表現出極強的去污能力。因此，人類持續探索通過培植相應的微生物，用以凈化海洋、淡水以及土壤生態系統?？梢?，微生物在保護環境與凈化被污染的生態系統方面起到了不可替代的作用。微生物技術在應用于生態治理時，具有成本低、效率高且無再生性污染的特點。合理發展微生物技術，使微生物資源得以妥善利用，將對實現人與自然和諧共生的發展目標提供助力?！ ?/p>
微生物對于人類社會生產與自然環境改善產生裨益的同時，亦會帶來一定程度的副效用。對于生態系統來說，許多微生物的繁殖與活動會對生態環境帶來不同程度的污染，并對區域生態平衡造成危害。例如，在我國淡水生態體系中最具代表性的問題是水體富養化。水體富營養化的原因是氮、磷等物質在水體中導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將其逐漸分解，大量消耗水中的氧氣。當水中氧氣消耗殆盡后，厭氧微生物會繼續對水生物進行分解，最終產生硫化氫等有毒氣體，導致水體惡化，對水體生態平衡造成破壞?？梢?，微生物對于自然環境與生態系統具有雙刃劍的作用。欲使微生物資源朝向有益于社會的方向發揮作用，需要合理引導微生物技術的發展。如此，既可以避免微生物技術的濫用與誤用，又可以使微生物資源充分發揮綠色效能，進而為建設環境友好型社會提供保障。
新發展階段下，我國經濟社會發展全面趨向于綠色轉型，如何統籌生態與經濟的全面發展，實現人與自然和諧共生是我們面臨的重大歷史任務。在此情況下，唯有合理引導微生物技術的發展，將微生物技術發展與我國的生態治理有機結合，實現二者相輔相成、相互促進。如此既能讓微生物資源的有益功能得以充分發揮，又能全面抑制其帶來的負面效應，使微生物成為真正意義上的人與自然和諧共生的促進性因素。
強化保護微生物種群為維護生物多樣性奠定堅實基礎
長久以來，生物多樣性與人類社會的發展密切相關。現今，生物多樣性已發展成為一個具有深刻內涵和廣泛外延的概念。生物多樣性包括所有動物、植物、微生物在內的物種和它們所攜帶的遺傳基因、所存在的生態系統的多樣性。生物多樣性為人類社會的發展提供基本的物質基礎。隨著時代的發展，人類通過各種社會經濟活動對生態環境產生了巨大影響。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最早、種類最多、分布范圍最廣的生物種群，與生態環境關系密切，為自然界一切生物的生存提供基本保障，是實現生物保護的重要物質基礎。
微生物的多樣性可以維持自然生態系統的平衡，為人類、動植物的生存發展提供良好的微觀生態環境。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系統起到積極的維護作用。生態系統中的微生物種類越多，其創造性越強，對生物的影響范圍亦愈加廣泛。微生物在自然界中既能發揮生產營養物質，儲存能量的效用，又能承擔食物鏈中的分解者的任務。正因為微生物具有如此特性，微生物種群才能為自然界中生物的生存提供保障。在自然界的物質循環中，部分自養型微生物是食物鏈中的生產者，為消費者提供能源與營養。絕大多數的微生物作為分解者，雖然不直接參與有機物的食物循環，但卻能將食物循環中的有機物轉化成無機物，對食物鏈的穩態起到維護作用，使各類生物得以生存發展。在自然界中，微生物為維護生物多樣性提供物質循環基礎，一旦沒有微生物起到的生產者與分解者的作用，自然生態環境勢必陷入混亂，各類生物的生存亦將受到嚴重影響。
維護生物多樣性的核心目的是為了保護生物及生態系統。微生物種群在自然界中分布廣泛的原因主要在于其環境適應能力強，功能性特征多樣。微生物由于其自身的功能，可以適應高寒高壓、極端酸堿度環境的考驗。同時，以發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生物的生存環境起到調節作用。微生物物種資源是亟待深度開發的資源寶庫，既是研究生物與生態之間作用關系的理想媒介，亦是修復生態、改造自然的有力武器。微生物通過對生態系統的積極改造，為維護生物多樣性奠定了重要的生態環境基礎。為了實現對生物多樣性的有效維護，必須加強對微生物種群的保護與合理利用，使微生物在未來的生物保護與生態治理等相關方面發揮出更大的效用。保護微生物種群是維護生物多樣性的基礎。在把握自然規律的條件下，處理好微生物種群、生物保護以及生態治理間的關系始終是維護生物多樣性應該遵循的原則。
妥善利用微生物資源為推動人類文明可持續發展提供動能
綜觀歷史，可持續發展是人類對于長期以來走工業化發展道路的理性選擇，是針對以往粗放式發展所造成的系列弊病的警惕與反思?？沙掷m發展包括三重內涵，一為經濟可持續發展，二為生態可持續發展，三為社會可持續發展。在可持續發展的要求下，人類的生產生活方式、能源的開采與使用皆需迎來新的轉型。在此背景下，微生物資源在人類生產生活與文明的發展延續中開始發揮越來越重要的作用。
長期以來，微生物資源與人類文明發展始終擁有密不可分的關系。在農業生產中，微生物資源發揮著不可或缺的作用。由于微生物資源中包含病原體，其內在作用機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業藥劑的重要原料。相對于傳統農業藥劑，微生物藥劑具有多種特殊效用。微生物藥劑是未經化學合成、可消滅病原微生物的藥劑，被廣泛地應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合成，即使大面積施用也不會對環境造成過度污染。微生物藥劑的作用機理是運用病原微生物的靶向攻擊原理，故而其針對性較強，不會對靶向目標以外的人畜造成危害，安全性極強。同時，微生物在進行生命活動時會產生一些代謝產物。這些代謝產物可以對土壤以及農作物產生營養元素，既能提高土壤品質，又能調控農作物的生長。在此情況下，微生物資源成為制造農業肥料的優質資源。傳統農業肥料的施用會對生態環境造成破壞和污染，同時會對土壤產生負擔，造成土壤板結、理化性差的狀況。微生物肥料自身無毒無害，且生產成本低、消耗能源少，對于現代生產能源的節約與生態文明的可持續發展皆具有積極意義。
20世紀以來，微生物資源為生物制藥產業的發展貢獻了巨大的醫療價值與社會效益。眾所周知，疫苗是人類應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。經科學驗證，在疫苗的生產中，需要多種微生物作為生產原料，通過高度工程化的微生物技術來完成微生物反應過程，達到抵御病毒攻擊的目的。當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，青霉素、鏈霉素等抗生素藥物亦需依靠微生物資源進行生產。微生物資源對于人類醫療事業的發展貢獻至大，對人類生命健康的維護居功至偉。據統計，在20世紀的諾貝爾生理學和醫學獎獲得者中，有超過三分之一的科學家是從事微生物領域研究的，可見微生物資源的有效利用為人類文明延續與進步做出了卓越的貢獻。
隨著人類社會的不斷發展，能源枯竭問題已成為21世紀面臨的重大挑戰。在新發展形勢下，開發生態綠色的清潔性能源已成為推動人類文明可持續發展進程中的關鍵性任務。在以往的發展中，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，而且會對環境造成污染。在此背景下，微生物在生產清潔能源的過程中開始逐漸發揮作用。在凈化傳統能源過程中，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生的有毒物質進行脫硫處理，極大地減輕有害物質對生態環境的破壞。在清潔能源的生產方面，部分微生物混合菌群可以利用秸稈、木渣等有機廢料通過發酵生產乙醇等清潔能源。微生物脂肪酶作為催化劑，利用動植物油以及工業廢油通過酯化反應生產出生物柴油來實現能源供給。與此同時，微生物資源在生產氫能、燃料電池等可再生清潔能源的過程中皆發揮重要作用。在現代生產中，微生物與生態環境之間形成了健康有序的物質交換與能量轉化的關系。實質上，微生物對于人類文明的發展與演進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境保護的客觀需要，對微生物資源進行深度的開發與利用是推動人類文明可持續發展的理性選擇與可靠路徑。
后疫情時代下，國民對于生物安全與生態文明的需求愈加迫切。微生物與生物安全、生物保護、生態安全等領域相互交織、相互影響。微生物資源的開發與利用將不斷完善，既對人類文明的可持續發展形成積極影響，亦會為促進人與自然和諧相處提供助力。立足于新發展階段，將微生物技術的發展置于突出的戰略位置，是推進國家生物安全治理體系和生態安全治理能力現代化的基本要求與必然選擇。
（作者為哈爾濱工業大學馬克思主義學院教授、博導；吉林大學東北亞研究院碩士研究生季巖對本文亦有貢獻）
【注：本文系國家社科基金重點項目“總體安全觀視域下的生物資源管控與生物安全研究”（項目編號：20AZD113）階段性成果】
【注釋】
①《國家自然科學基金委員會生命科學部2016年度面上項目》，《生命科學》,2016年第12期。
②高德勝、周笑宇：《<美國國家生物安全防御戰略>文本解讀及其對我國生物安全建設的啟示》，《求是學刊》，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”蘊涵的三層關系》，《云南社會科學》,2021年第1期。
⑥房小捷：《馬克思“人與自然對象性關系”概念對環境史研究的意義》，《史學理論研究》,2016年第4期。
責編/趙博藝 美編/李祥峰
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