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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）+ @' O* A+ r1 e) F
, b) F! _% S; L: f' z ，其他则存在于海洋中。 ( X) j' v4 C9 A8 ~. D& I! L
' j& ], ?5 K: x9 o; S% g# C; r* d 从海绵（Ircinia）中收集的部分微生物 / wikipedia
9 z/ S8 S! H4 M 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。
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! _2 V1 Q+ O9 g- O6 a9 N4 o% s 罗伯特·科赫 / wikipedia  7 ? I* G- m/ G* v5 c( M( J
培养基 / wikipedia 2 n; X% n' U1 I
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。  5 b. W; r, S! {4 {, O! H5 T) z
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 t0 m2 f5 A0 ?" ? 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。 
+ s2 y- i; e: g7 X$ q* | 深渊斜坡沉积物中微生物的生态潜能预测 9 J9 A) ~! S2 r$ Y
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。 * _5 ]8 F( `; [0 h
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。
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# ]& f" B7 N" N5 |4 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。 + k' s' ?1 R5 E* \% I+ G8 @
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。
$ e5 w" X, f6 Q* L4 ?" `: ` 最后附上一张微生物的美图！ 
. T3 q% ]0 A" a; V6 R) _) f& G 微生物作画（李健豪等，2022） 8 g0 F6 j& M4 K3 a
参考资料： , ]1 g- ?; d0 P, C* V( Q
[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). $ |) z( C" @- o" p. ], ~5 Y
[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》
) H% O- _+ \( D7 x; b6 z [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”》
- ~) P. i( f1 n& Q6 P) d. d [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
' m0 q& q4 {9 h3 b( C* x7 O6 \ 往期推荐    ) O" @* N1 y& c
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