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不可培养微生物和未培养微生物

这两个术语在微生物学中都指代尚未在实验室条件下实现人工培养的微生物,但它们强调的侧重点有所不同,有时也会被混用,不过存在微妙的区别:

1. 未培养微生物

强调“状态”和“技术限制”:这是更常用、更中性的术语。

不可培养微生物和未培养微生物
(图片来源网络,侵删)

核心含义:指那些目前在实验室条件下没有成功分离和培养出来的微生物。它们可能存在于环境样本中,可以通过分子生物学方法(如16S rRNA基因测序)检测到其DNA,但科学家尚未找到适合它们生长的培养条件(如特定的培养基配方、温度、pH、气体环境、共生关系等)。

隐含意义:这种“未培养”的状态可能是暂时的。随着微生物培养技术的进步(如微流控芯片、共培养、模拟自然环境的高通量培养方法等),其中很大一部分未来有可能被成功培养出来。它承认了当前技术能力的局限性。

视角:更侧重于研究者的能力现状和技术的可发展性

2. 不可培养微生物

不可培养微生物和未培养微生物
(图片来源网络,侵删)

强调“特性”和“固有困难”:这个术语相对较少使用,有时带有更强的绝对性。

核心含义:指那些被认为在目前认知和技术水平下,极难甚至不可能在实验室纯培养条件下生长的微生物。这种“不可培养性”可能源于其固有的生物学特性

严格的共生或寄生关系:需要依赖宿主细胞或其他特定微生物才能生存,无法独立生长(例如,许多细胞内寄生的细菌或古菌)。

复杂的营养需求:需要极其特殊、目前未知或无法模拟的营养物质或信号分子。

不可培养微生物和未培养微生物
(图片来源网络,侵删)

对环境的高度依赖性:其生长依赖于实验室无法精确***的复杂自然环境参数(如特定的物理结构、化学梯度、群落互作)。

进入不可培养但可存活的状态:一些细菌在不利条件下会进入一种休眠的、代谢活性极低的“活的但不可培养”状态,在标准培养条件下无法复苏。

隐含意义:暗示这些微生物本质上就难以培养,突破的可能性相对较小或需要革命性的技术。它强调了微生物自身生理特性带来的挑战。

视角:更侧重于微生物自身的生物学特性所带来的固有障碍

总结与关键区别:

“未培养” (Uncultured)描述当前状态(还没培养出来),原因主要是技术限制未来可能被培养。这是更通用、更中性、更常用的术语。

“不可培养” (Uncultivable/Nonculturable)暗示固有特性(难以或无法培养),原因更多是生物学特性未来培养前景不确定或困难。这个术语相对较少用,有时带有更绝对的意味。

重要提示:

1. 界限模糊:这两个术语的界限并非绝对清晰。随着技术发展,一些曾经被认为是“不可培养”的微生物后来被成功培养。“未培养”是更安全、更常用的选择。

2. VBNC状态:“活的但不可培养”是一种特殊的生理状态,属于“未培养”范畴内的一种特殊情况,其“不可培养”是暂时的(在特定条件下可能复苏)。

3. 研究意义:无论是“未培养”还是“不可培养”微生物,它们代表了环境中绝大部分(可能超过99%)的微生物多样性。研究它们(主要通过宏基因组学等免培养技术)对于理解地球生态系统、微生物进化、发现新功能基因和潜在应用(如新药)至关重要。

结论:

在绝大多数科学文献和讨论中,“未培养微生物”是首选和更准确的术语。它客观地描述了这些微生物尚未被人工培养的现状,同时为技术进步和未来成功培养保留了可能性。只有在有明确证据表明某种微生物因其固有生物学特性而极难培养时,才可能谨慎地使用“不可培养微生物”这一术语。

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