揭秘大自然「隐形工程师」！微生物究竟有多细小？对人类是敌是友？｜升A学堂
发布时间：17:00 2026-10-04 HKT
试想像在我们每天吃的食物、呼吸的空气、皮肤的汗水，甚至池塘与泥土里，都充满了眼睛看不到的生物。它们几乎无处不在，科学家称之为「微生物」。今天就让我们展开科学探究，从认识这群隐形居民开始，一起揭开神秘微观世界的面纱。
何谓「微生物」？
「微生物」是指体积十分细小、必须依靠显微镜才可观察到的生物。它们是地球上的「隐形居民」，在空气的悬浮物中漂浮、在水里游走、在泥土中生长，甚至在我们的身体上「安家」。
在这个神秘的微观家族中，常见的微生物主要分成4个类别︰
- 病毒︰体积最细小；它们非常特别，没有独立生存能力，必须依靠其他生物作为宿主才能繁殖。
- 细菌︰比病毒稍大；通常是单细胞生物，形状包括杆状、球状、弧状和螺旋状，有些对人体有益，有些则会引致疾病。
- 真菌︰体积更大；日常让食物发霉的霉菌，或用来烘焙的酵母菌都属于此家族，但在某些情况下，特定的真菌亦会造成皮肤感染。
- 藻类︰多数浮游在淡水或海水中。
「显微镜」大发现
在17世纪，荷兰的微生物学家雷文霍克制作的显微镜，成为人类史上第一个亲眼看见「细菌」的人。到了19世纪，法国的微生物学家巴斯德进行有关微生物的科学研究，证实「细菌论」。随着显微镜技术的不断进步，人们才开始真正观察到微小世界，科学家亦逐步建立「病因可能与微生物有关」的观念，并提出可以验证的方法。
显微镜是研究微生物的「眼睛」。它利用光学或电子技术放大影像，让我们能看到细小的结构。在操作显微镜时，科学家发现放大倍数越高并不代表影像一定越清楚，因为清晰度往往受到对焦、光源，以及样本厚度等关键因素影响。此外，不同的显微镜所呈现的效果也截然不同，例如光学显微镜通常只能让我们看到微生物的外形与大小，而电子显微镜则能更进一步显示出超细微的内部结构。
大自然「隐形工程师」
微生物在大自然里其实做了很多重要工作，像是自然界的「隐形工程师」。
- 分解者︰细菌与真菌会主动把死去的动植物尸体及动物排泄物分解，最后变成土壤成为养分。没有它们，物质将无法循环，地球会像一个无法清理的垃圾堆。
- 转化者︰它们积极参与大自然的物质循环，例如氮循环和碳循环都有微生物的功劳，你可以把它们想像成元素的「搬运工」与「转化者」，维持着生态系统的持续运作。
- 平衡者︰它们在环境中互相竞争与共存，并通过产生某些化学物质来影响周围生物的生长状态，默默维持大自然的生态平衡。
是敌？是友？
微生物就像一班同学，有合作的「益友」，也有捣蛋的「损友」，我们的目标是让好菌变多并管教坏菌。在益友篇中，微生物能帮助消化与训练免疫系统，如肠道益生菌能分解食物并抑制有害菌；它们亦可制造美味食物，例如利用酵母菌和乳酸菌制作面包、酸奶和芝士；此外，它们更是医疗利器，协助科学家研发疫苗与药物。
相反地，在损友篇中，恶意微生物会引致身体感染，例如肺炎球菌引致肺炎，沙门氏菌引致食物中毒；病毒则会感染细胞并引发强烈免疫反应；同时，微生物活动亦会破坏食物造成腐坏变质，因此注重食物卫生至关重要。
健康攻防3部曲
当致病微生物袭击我们时，身体就会与其展开攻防战，整个过程可简化为3个步骤︰
- 进入身体︰坏微生物会通过呼吸道吸入飞沫、消化道吃下不洁食物、皮肤伤口或蚊虫叮咬，以及双手触摸共用物品后揉搓口鼻等四大渠道企图入侵。
- 找到合适位置︰此时身体的「保安团队」会启动防线，由皮肤与黏膜充当城墙阻挡外敌，胃酸消灭随食物吞下的坏菌，免疫系统主动清除入侵者，肠道好菌也通过数量优势与坏菌竞争，不让它们立足。
- 造成身体反应︰若防线不幸被突破，身体产生发烧、咳嗽、腹泻等症状，其实正是免疫系统与微生物激烈作战、努力恢复平衡的信号。
终极武器：抗生素
在对抗恶意细菌的战役中，人类发明了「抗生素」。抗生素的运作原理包括破坏细菌细胞壁、干扰其制造蛋白质，或阻断其复制与代谢。但小小科学家必须谨记：抗生素只能杀灭细菌，对病毒完全无效，因此无法治疗由病毒引起的普通感冒或流感。
使用抗生素必须严格遵守合适时机、剂量与完成疗程，绝非越多越好。当我们不听医嘱、因症状减轻而擅自提早停药或滥用时，后果非常恐怖。在不当使用情况下，体内微弱的细菌虽被杀死，但具耐受力的强壮细菌却会活下来。这些幸存者大量繁殖后，就会演变成更难杀死的「耐药性细菌」。当原本的抗生素再也杀不死它们时，未来的感染将变得极难治疗。因此，遵从医嘱完成疗程，是每位小小科学家必守的健康守则！
小思考，大智慧
- 微生物是不是一定会害人？为甚么？
- 科学家为甚么需要显微镜才可以研究微生物？
参考答案
- 不是。微生物包括细菌、病毒、真菌等种类庞大，有些在人体肠道帮助消化并影响免疫，有些在自然界协助分解，让养分循环。
- 因为微生物体积太小，肉眼看不见。显微镜能放大微生物的形状与结构，让科学家观察它们的大小、形态，甚至在不同样本中比较差异。当看得见，研究才可能进行，例如找出病因、观察传播方式，或判断某些微生物是否与疾病有关。
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文：中华基督教会何福堂小学数学科主任邹美婷
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