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從牙齒到水管：你知道生物膜隱藏在哪些地方嗎？
生物膜，是由微生物共同組成的代謝社群，這些微生物安頓在一起，並且通常附著在某個表面上。這些附著的細胞會被黏稠的細胞外基質包裹，這基質由多糖、蛋白質、脂肪及DNA組成。生物膜的存在遍佈於自然與人造環境之中，不僅存在於河流、沼澤，還可能藏匿於牙齒上，甚至在工廠的水管裡。
生物膜讓微生物像城市一樣有序運作，提供了獨特的生態環境，使得微生物能互相合作，共享資源。
這樣的生物膜可以形成在生物體上的活組織（如牙齒、植物根部）或非生物體（如管道、河岸石頭）。一旦微生物附著到表面，便會進入一系列的生長和繁衍過程，在這環境中，它們的行為會與在水中自由漂浮的單細胞微生物大相徑庭。
生物膜的形成
生物膜的形成過程可以追溯到地球的早期，當時的環境對微生物來說過於惡劣。對微生物而言，生物膜提供了必要的穩定性和防護。它們能在各種不同環境中繁殖，不論是酸性、高鹽度的環境，或是冰冷的極地地區。
生物膜的形成初步依賴於微生物對表面的附著，這個過程受到各種因素的影響，包括表面性質和環境中的營養供應。
生物膜的特性
無論是在哪個環境中，生物膜對於微生物的保護作用常常顯著。這種保護不僅涵蓋了對抗外界環境壓力的能力，還包括抵抗抗生素的威脅。其中，某些生物膜的細菌對抗生素的抵抗力可增加至5000倍。
從牙齒上的牙菌膜到工廠管道內的微生物層，這些生物膜成為了微生物生活的一部分。對於口腔的健康而言，牙齒上的生物膜（如牙菌膜）若不加以控制，可能引發蛀牙和牙周病。
生物膜的居住地
生物膜可在各種生物與非生物表面形成，尤其在潮濕和汙染的環境中。這包括污水處理系統、地下水源甚至是植物的根部。以植物根部的生物膜為例，某些微生物能共生於此，促進植物的生長，提供抗病性。
即使在人類的環境中，生物膜的形成也觸目可見，例如在淋浴間或水管內，生物膜的滋生讓衛生成為大問題。
案例研究：污水處理與生物膜
污水處理系統中，生物膜的形成是有效去除污染物的關鍵。當水流經具有大表面積的材料表面時，微生物在此生物膜中繁殖、代謝污染物，最終清潔的水再被排放至環境中。
結論
生物膜的多元性和適應性使其在自然和工業環境中扮演著不可或缺的角色。它不僅影響著微生物的生存方式，也在水質淨化、植物生長及人類健康等各方面有著深遠影響。未來我們是否能更好地理解和控制這些隱藏在我們周圍的biofilms，以避免潛在的危害並利用其優勢？
