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1 ^4 j! Y- i# K1 ^5 @4 A 海洋占据地球表面积的71%，其生态环境极为复杂，孕育着丰富的生物资源。在人类已知的150余万种微生物中，约7.2万种存在于陆地的表面（注：2006年数据）7 }4 \, }$ A4 ], h) U- ]
, w# ~. a! S% }4 A7 q' j3 s ，其他则存在于海洋中。
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从海绵（Ircinia）中收集的部分微生物 / wikipedia 2 M2 _- c. \% b7 ]! K$ B
为充分了解、利用海洋微生物资源，科学家花费了大量的精力分离海洋微生物。1881年，罗伯特·科赫（Robert Koch）创立固体培养基划线分离纯种法，为微生物培养奠定了坚实的基础。而后的百年多，科学家在应用中不断探索新型培养基营养配方，并开发新型技术，在实验室中模拟自然环境进行微生物培养。 X7 l4 E8 K2 s8 J, C
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0 m3 \; j" q7 v/ w8 a 罗伯特·科赫 / wikipedia  " |% \+ R4 P' i! Z) @1 w
培养基 / wikipedia 1 E+ [. g, R. \5 d/ g0 I0 Y
然而，直到目前仍有许多微生物未被分离。一方面，目前的技术无法充分模拟自然环境的基本组分，比如深海环境、极地环境，这直接导致在实验室中进行微生物培养时，微生物生长曲线发生改变，微生物迟缓期延长，培养时间增加，部分微生物可能需要百年才可形成菌落；另一方面，某些微生物太过稀少，稀释分离时可能会丢失，导致分离失败。此外，还有一些微生物对环境有特定的适应要求，比如季节等。它们在生长地便长期处于休眠状态，偶尔处于活跃状态。对于这类微生物，即使我们模拟出了其生长环境，它们也仍不能很好地生长。 
' E3 E7 r) m: C' p2 G1 O, ~ 地球上的典型极端环境：a. 冰川；b. 戈壁；c. 热泉；d. 盐湖；e. 海底火山；f. 自然形成的酸性河流 0 d; F% B8 b3 z$ F0 I
近年来测序技术日益成熟。现今高通量测序技术（NGS）在分析微生物多样性、种群结构、进化关系的基础上，可进一步探究微生物群体功能活性、相互协作关系及与环境之间的关系，发掘潜在的生物学意义。微生物培养的必要性受到了一定的怀疑。 
* \' f' h2 I% k# ]/ P" w, ^9 A" o 深渊斜坡沉积物中微生物的生态潜能预测
0 a0 V0 C5 S% \4 l, c! l 但是这种看法正在改变，因为高通量测序的局限性已经显现：测序技术只能对细菌功能进行推测，但其确切的生态作用和生理作用仍需要通过细菌分离培养来确定。
8 ]( e) H3 L" r6 n2 x$ {4 Z 现在，仍有很多科学家对细菌分离保持热情，他们也想出很多办法去解决目前所存在的问题，比如，开发复苏促进因子刺激休眠细胞的生长，多种细菌混合培养进一步模拟细菌生长环境，等等。 4 [0 D. |! _: J; t1 g- N8 o/ X
* g( ]. a/ P+ K/ j 随着科技的进步，细菌培养所遇到的难题可能会得到解决。但考虑到海洋环境的复杂性和微生物家族的庞大，从海洋环境中分离培养所有微生物也是不可能的。因此，科学家尝试先找出与海洋环境密切相关的微生物进行培养。他们为这些微生物制定了标准：相对丰度较高；在生物地球化学或生物降解中发挥关键作用；具有生产天然产物的潜力；与已培养的微生物类群具有很大差异。 : }) a1 U) ] \0 u, M& m* N' l F
我们相信，在未来的某一天，我们会充分了解海洋微生物在地球生态环境中的作用。 5 j# t% N9 f. N* U5 F' H) w5 S/ T
最后附上一张微生物的美图！ 
1 A8 d1 l p8 U. r 微生物作画（李健豪等，2022） & {- i; E$ ?. Q4 ~" m( Y# Y! G* ^8 r
参考资料：
, @2 c' \# N8 r- n& f, A [1]Da Shuai Mu, Yang Ouyang, Guan Jun Chen, Zong Jun Du. Strategies for culturing active/dormant marine microbes[J]. Marine Life Science & Technology,2020,3(2).
# j9 a, ]& ]* w- x [2]微信公众号“全国博士生学术会议”文章《挑战生命的极限：极端环境微生物》 - C7 T5 o3 y4 t' B- r# S
[3]微信公众号“检验医学科”文章《公卫·科普 | 高通量测序技术 —— 打开病原体诊断的“钥匙”》 $ T- S7 M5 K4 u! q) a; A- ~$ @
[4]Zhou Y L, Mara P, Cui G J. et al. Microbiomes in the Challenger Deep slope and bottom-axis sediments. Nat Commun 13, 1515 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-29144-4 . {: a( P$ i' C' J5 i( _; O3 r' P; r
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