美国黄石公园的温泉有着绚丽夺目的颜色。当我们感慨大自然鬼斧神工的时候，却难以想象，创作出这幅惊世之作的艺术家竟然是我们看不见的微生物。在地球上，我们被这种微小的生命体所围绕着。我们常常怀着敌视的目光去关注这些只有在特殊仪器下才能看到的微小生命，甚至想方设法除掉它们。但是微生物是地球上分布最广的生命，除了其他动植物能够生活的地方外，不少微生物尤其是古菌生活于各种极端环境，它们直接决定着生命的疆域。
美国黄石公园
20世纪60年代，一位年轻的微生物学家布洛克（Thomas Brock ）来到了著名的美国黄石国家公园，他此行的目的是休假，但耐不住寂寞的他将公园里高达80℃的热泉水作为他观察的对象。在显微镜下，他惊奇地发现许多“活的小生命”，布洛克敏锐地意识到自己或许已打开了一扇崭新的微生物世界的窗户。
今天，已经有越来越多的生活在极端环境中的生命被发现，人们曾从pH0（酸度是普通细胞生存环境的至少十万倍）的酸矿水、上千个大气压的海底、几千米的地下、几千米的冰层下、饱和浓度的盐水湖中和几百摄氏度高温的海底火山口附近都分离到微生物生命。值得一提的是，把许多这样的生命放到“正常”的环境，它们反倒不能活了，普通生命视之为地狱的地方才是它们的乐园。极端微生物的存在让人类将目光投向了宇宙深处，希望在别的星球发现某种形式的生命。布洛克曾预言：“只要水保持液态就有发生生命的可能”，未来的发现或许将证明他的睿智。
土壤
土壤是微生物的大本营，这里生活着数量众多的细菌、真菌、原生动物，土壤具有的特殊气息就是通过放线菌产生土腥味素发出的。一般而言，一克农耕土中，有几百万个细菌，几十万个真菌孢子，几万个原生动物。当然，由于检测方法的限制，这个数字远远低于土壤中微生物的实际数量。
微生物在土壤中不是均匀分布的，大多数微生物生活在十几厘米以内的表土层，土层越深，微生物就越少。由于植物会分泌一些营养物质，因此在靠近植物根系的土壤中，生长着更加丰富的微生物，其数量往往比周围的微生物数量多出几倍甚至是十几倍。另外，土壤的肥沃程度与土壤中的微生物有很大关系，微生物可以分解土壤中的有机物（包括动植物尸体），促进物质循环，提高土壤肥力。
水体
池塘、湖泊、溪流、河流、海洋等水体也生活着微生物。一般而言，水体越清，微生物越少，有句俗话说“水至清则无鱼”，也可以说“水至清则无菌”。含有较多有机物或者被生活污水、工业污水污染的水体微生物较多，这是由于这些污水带给微生物很多的食物。不同的光照和氧气条件导致不同的微生物生活在水体的不同深度，例如水体表面附近就生活着许多能进行光合作用的微生物，深水中生活的多是些不喜欢氧气的微生物。
流水不腐，这其中的科学原理就在于微生物。静止的水含氧量不高，使厌氧细菌得以生长繁殖，它们在新陈代谢中会产生硫化氢以及其他一些臭味物质。流动的水能溶解更多的氧气，使得好氧微生物生长繁殖，它们能够分解污物。同时由于氧气充足，其他水生生物也能生存下来，有些可以吞食微生物，这样就构成了一条完整的生态链，物质被循环利用起来，水体自然得到大大净化。当然，微生物对于水的洁净作用是有限的。污染物质过多，超过了好氧微生物的分解能力，亦即超过了水的自净能力，即使水是流动的，也免不了腐臭。
空气
大气中也有微生物，这些微生物主要是被风吹出的土壤颗粒、小水滴、人和动物体表的脱落物以及呼吸道飞沫等带来的。总的说来，由于大气中缺水少食，还有可怕的紫外线，并不是微生物理想的生存环境。这里的微生物往往是过客，它们虽翱翔于天空，却时刻心系大地，一有机会就要回到地面。空气的污染程度直接影响大气中微生物的数量，例如北极上空几乎没有微生物，海洋上空每立方米的空气中也就一两个，而城市上空同样体积的空气中却高达数千个，家畜养殖场上空则可高达上百万个。
这也是空气污染严重的地方人们容易得传染病的重要原因。尤其是那种人口密集、空气不流通的公共场所，极易被病患者或病菌携带者污染，引起呼吸道传染病的传播。
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