十七世紀(jì)讽坏,手藝精湛的鏡片制作人安東尼·列文虎克制作出超越時(shí)代技術(shù)的顯微鏡,并通過鏡頭例证,在雨水中看到了一個(gè)小得令人難以置信路呜,但充滿生命的世界:
宛如“綠色小云彩”的水藻,成千上萬的微小生物在鏡頭下舞動(dòng)织咧。
有蛇形的東西不斷蜷曲胀葱、伸展,還有“長著不同形狀小腳”的橢圓狀東西——這些是原生生物笙蒙。
還有一類更小的生物抵屿,比虱子眼睛的千分之一還小,它們的“轉(zhuǎn)身迅疾無比”——這些是細(xì)菌捅位。
它們都是微生物轧葛,列文虎克是第一個(gè)看到它們的人。
從微生物進(jìn)入人類的視野以來艇搀,就展現(xiàn)了非凡的吸引力尿扯,很多科學(xué)家都對這些肉眼看不到卻又無處不在的小東西產(chǎn)生了極高的興趣,微生物相關(guān)的研究焰雕、論文衷笋、書籍層出不窮,細(xì)菌更是作為微生物中最受矚目的成員而備受關(guān)注矩屁。
我們的日常生活也充斥著微生物的身影辟宗,從呼吸到進(jìn)食,從衛(wèi)生到廣告吝秕,方方面面形形色色泊脐。
埃德·揚(yáng)在《我包羅萬象》中告訴我們,微生物既全能又專業(yè)烁峭,對人體的生長發(fā)育起到至關(guān)重要的作用晨抡,它們自身并不會(huì)搭建骨骼或是組成器官,但它們會(huì)協(xié)助我們自己本身的細(xì)胞有序地組合和生長则剃。
作者埃德·揚(yáng)是《大西洋月刊》的科學(xué)記者耘柱,曾深度走訪過很多狂熱的科學(xué)家,創(chuàng)作的文章是《美國國家地理》《自然》等眾多科學(xué)媒體的彻飨郑客调煎,也是一位生物科普界的網(wǎng)絡(luò)紅人。
如果你也對微生物有些許好奇己肮,不妨一同在埃德·揚(yáng)成名多年后出版的第一本書——《我包羅萬象》中感受微生物的神奇魅力士袄。
01小生物悲关,大作用
我們現(xiàn)在常說的微生物,是指個(gè)體難以用肉眼觀察的一切微小生物娄柳。
微生物無處不在寓辱,在最深的海溝、高濃度的鹽湖赤拒、沸騰的地?zé)釡厝ぁO寒的南極洲冰層中都有它們的蹤跡,即使在云端它們都頑強(qiáng)地生存著挎挖,因?yàn)槲⑸锟梢猿洚?dāng)雨雪形成的凝結(jié)核这敬。
微生物的數(shù)量是一個(gè)天文數(shù)字,實(shí)際上“天文數(shù)字”都不足以給它們計(jì)數(shù)——銀河系中大約有1千億至4千億顆恒星蕉朵;而每個(gè)人身上都有超過100萬億個(gè)微生物崔涂,并且其中的大部分是生活在腸道中的,所以可以說我們腸道里的微生物多過銀河系中的天體始衅。
微生物比人體的任何一個(gè)部位或器官都要全能冷蚂。
人類的細(xì)胞大約攜帶了2萬-2.5萬個(gè)基因,而人體內(nèi)的微生物基數(shù)是這個(gè)數(shù)字的500多倍汛闸〉酃停基因的多樣性加上極快的迭代速度,使得微生物能夠快速適應(yīng)環(huán)境的變化蛉拙。
微生物能幫助我們消化食物并釋放出我們在其他途徑很難獲得的營養(yǎng)尸闸,能提供我們無法通過食物補(bǔ)充的礦物質(zhì)和維生素,還能分解有毒有害的化學(xué)物質(zhì)孕锄。
微生物產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)影響我們身上的氣味吮廉,它們也會(huì)保護(hù)我們,有利于人體健康的微生物畸肆,會(huì)利用數(shù)量優(yōu)勢壓制有害的微生物宦芦,甚至分泌殺滅后者的化學(xué)物質(zhì)。
微生物是我們生命中不可或缺的存在轴脐,我們把許多生命的運(yùn)作環(huán)節(jié)“外包”給它們處理调卑。它們指導(dǎo)我們身體的構(gòu)造,通過釋放分子和信號引導(dǎo)器官形成大咱,訓(xùn)練我們的免疫系統(tǒng)教會(huì)后者區(qū)分?jǐn)澄姨窠В绊懮窠?jīng)系統(tǒng)的發(fā)育,甚至可能影響我們的行為碴巾。
微生物為我們的生命做出了許多影響深遠(yuǎn)的貢獻(xiàn)溯捆。
在我們的生命歷程中,微生物從未缺席厦瓢,我們吃東西時(shí)它們也吃提揍,我們旅行時(shí)它們也隨行啤月,我們死后它們消化我們。對于我們每個(gè)人而言劳跃,人體都自成一個(gè)動(dòng)物園谎仲,以我們的身體為界,附著了無數(shù)的有機(jī)體刨仑。
每一個(gè)“我”都是一個(gè)混雜著不同物種的集合郑诺,每一個(gè)“我”都是一個(gè)廣袤的世界。
02小生物贸人,大偏見
在不借助顯微鏡的情況下,我們沒法直接看到這些微型的有機(jī)體佃声,我們只會(huì)注意到它們帶來的影響——尤其是負(fù)面影響艺智。
我們能感受到腸胃發(fā)炎時(shí)的絞痛,我們能聽到不受控制的巨大噴嚏聲圾亏,我們能看到肺結(jié)核病人咳出的血絲十拣,我們的歷史上有鼠疫桿菌引發(fā)的大規(guī)模疫病。
這些引發(fā)疾病的微生物又稱病原體志鹃,在人類歷史上刻下了不可磨滅的傷痕夭问,同時(shí)達(dá)爾文的“物競天擇,適者生存”理論讓人們對可能引發(fā)疾病的微生物持有天然的敵對態(tài)度曹铃,直到今天缰趋,許多人依然把微生物等同于細(xì)菌和病毒中的致病菌,認(rèn)為它們都會(huì)給人類帶來唯恐不及的災(zāi)難陕见,所以必須不惜一切代價(jià)嚴(yán)密防治秘血。
這種刻板印象其實(shí)非常不公平,大部分微生物并不是病原體评甜,也不會(huì)讓我們得病灰粮。
世界上只有不到100種細(xì)菌能讓人類患上傳染性疾病,與之相對忍坷,我們腸道中的微生物數(shù)以千億計(jì)粘舟,它們絕大多數(shù)都非常無辜,充其量不過是常規(guī)乘客佩研,甚至臨時(shí)搭便車的柑肴,另外還有相當(dāng)數(shù)量的有益微生物,能為我們帶來不計(jì)其數(shù)的正面影響旬薯。
微生物不但不是我們的敵人嘉抒,缺乏必要的微生物,還可能引發(fā)一些健康問題袍暴。
如果你看過《獅子王》些侍,那你一定知道小獅子辛巴有兩個(gè)好伙伴——鵬鵬和丁滿隶症。大家都知道鵬鵬是一只大野豬,但很多人不確定丁滿是什么動(dòng)物岗宣,其實(shí)蚂会,丁滿是一只貓鼬(學(xué)名狐獴)。
《我包羅萬象》的作者埃德·揚(yáng)在美國圣地亞哥動(dòng)物園里時(shí)耗式,就曾觀察過一群貓鼬胁住。
貓鼬的習(xí)性導(dǎo)致它們有時(shí)會(huì)遺棄自己的幼崽,甚至攻擊其他貓鼬的幼崽刊咳,一旦這出現(xiàn)這種情況彪见,動(dòng)物園便會(huì)馬上介入,然后人工喂養(yǎng)這些幼崽娱挨。
這樣一來余指,雖然這些小貓鼬可以存活下來,但它們長大后往往都會(huì)出現(xiàn)心臟的問題跷坝,與族群內(nèi)長大的貓鼬形成鮮明對比酵镜。
埃德·揚(yáng)猜測這些被遺棄的幼崽,在開啟自己生命歷程時(shí)柴钻,可能是因?yàn)闆]有受到母乳喂養(yǎng)淮韭,缺乏必要的微生物,因這些生命早期的變化贴届,從而影響到晚年的健康靠粪。
同樣是生活在圣地亞哥動(dòng)物園里,有些葉猴會(huì)頻繁地患上結(jié)腸炎毫蚓,有些則不會(huì)庇配,也是由于它們體內(nèi)的微生物不同。
在人體內(nèi)部绍些,伴隨炎癥性腸道疾病而來的捞慌,通常是某些過度繁殖的細(xì)菌,這些細(xì)菌會(huì)刺激免疫系統(tǒng)反應(yīng)柬批,而與此同時(shí)抑制免疫反應(yīng)的細(xì)菌又?jǐn)?shù)量過少啸澡,肥胖,糖尿病氮帐,哮喘嗅虏,過敏,結(jié)腸癌等其他病癥也表現(xiàn)出類似的模式上沐。
人們以生態(tài)學(xué)的視角重新審視這些健康問題時(shí)皮服,發(fā)現(xiàn)不是哪個(gè)微生物出問題了,而是整組微生物轉(zhuǎn)變到了不健康的狀態(tài),既共生關(guān)系出了問題龄广。
生病的葉猴或人類硫眯,很像一片因藻類過多而富營養(yǎng)化的湖泊,或是一塊雜草肆虐的草場择同,是生態(tài)系統(tǒng)出了問題两入。
03小生物,大守護(hù)
哺乳動(dòng)物的乳汁中含有嬰兒無法消化的特殊糖類敲才,但某些微生物卻可以消化它們裹纳,當(dāng)母親用母乳喂養(yǎng)孩子時(shí),她不止喂養(yǎng)了孩子乳汁紧武,同時(shí)還給孩子喂食了第一撮微生物剃氧。
幼兒生長發(fā)育的過程,同時(shí)也是一個(gè)備齊微生物的過程阻星,剛出生時(shí)朋鞍,幼兒的微生物還比較單一,隨著年齡的增長迫横,獲得越來越多的微生物番舆,這是一個(gè)微生物種類與數(shù)量高速增長的過程酝碳,直到達(dá)到成年人的微生物水平矾踱,身體內(nèi)外的微生物數(shù)量才趨于穩(wěn)定。
對我們來說疏哗,微生物在很多時(shí)候都能發(fā)揮很大的作用呛讲,正是因?yàn)閭潺R了微生物,我們才能正常地消化很多本來可能無法消化的食物返奉,或是抵御一些本來無法抵抗的疾病贝搁。
無論外部發(fā)生了變化,還是內(nèi)部的產(chǎn)生改變芽偏,微生物都會(huì)提前適應(yīng)雷逆,微生物為動(dòng)植物打開了很多扇大門,給予后者各種各樣的生存空間污尉,使它們能夠?qū)崿F(xiàn)本不可能的存活方式膀哲。
目前已知微生物會(huì)影響腸道等器官的發(fā)育,我們的身體不斷地由體內(nèi)的微生物建造和重塑被碗,我們與它們的關(guān)系不是一錘子買賣某宪,而是持續(xù)的協(xié)商和周旋。
奧利弗·薩克斯曾說過:
“對有機(jī)體的獨(dú)立存續(xù)而言锐朴,沒什么比維護(hù)一個(gè)恒定的內(nèi)部環(huán)境更重要——無論是大象還是原生動(dòng)物兴喂,?都是如此。”
微生物在維護(hù)內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定上扮演了至關(guān)重要的角色衣迷。
它們影響脂肪的儲(chǔ)存畏鼓,輔助修復(fù)腸道和皮膚的表皮,加速新舊細(xì)胞更替蘑险;它們守護(hù)血腦屏障滴肿,放行營養(yǎng)物質(zhì)和小分子,過濾較大的物質(zhì)和活體細(xì)胞佃迄;它們甚至?xí)绊懝趋赖闹厮芷貌睿鹿且豢滩煌5匦纬桑f骨又被重新吸收呵俏。
免疫系統(tǒng)能最直觀地體現(xiàn)微生物對穩(wěn)定性的影響——免疫細(xì)胞與分子共同保護(hù)我們的身體堆缘,使其免遭感染或其他的外來威脅。
免疫系統(tǒng)就像一臺(tái)極其精密的儀器普碎,由一系列數(shù)不清的零件組成吼肥,它們產(chǎn)生信號,觸發(fā)彼此麻车,一個(gè)接一個(gè)地傳遞下去缀皱;免疫系統(tǒng)出現(xiàn)問題就像一臺(tái)儀器變得破破爛爛,各個(gè)零部件要么數(shù)量不足动猬,要么“缺胳膊少腿”啤斗。
無菌哺乳動(dòng)物體內(nèi)的免疫系統(tǒng)就是如此,這些動(dòng)物極易受到感染的原因赁咙,就是因?yàn)樗鼈円恢薄耙詪雰喊愕牟煌暾麪顟B(tài)面對外部世界的威脅”钮莲。
這告訴我們,動(dòng)物的基因組并沒有為一個(gè)成熟免疫系統(tǒng)的建立提供所需的一切彼水。該過程還需要微生物的貢獻(xiàn)崔拥。
以防御反應(yīng)——炎癥為例。炎癥是一種免疫細(xì)胞沖向損傷或受到感染的部位凤覆,造成腫脹链瓦、發(fā)紅、發(fā)熱的癥狀盯桦。
這對保護(hù)人體免受威脅而言非常重要慈俯,因?yàn)槿绻麤]有炎癥,我們會(huì)持續(xù)遭受感染俺附。
但有時(shí)候肥卡,免疫本身也會(huì)成為問題。如果免疫反應(yīng)過度事镣,范圍過大步鉴、持續(xù)時(shí)間過長揪胃,或者輕易就能觸發(fā),那么就會(huì)導(dǎo)致哮喘氛琢、關(guān)節(jié)炎喊递,以及其他炎性和自身免疫性疾病。
所以阳似,炎癥必須在正確的時(shí)間點(diǎn)被觸發(fā)骚勘,并適當(dāng)?shù)丶右钥刂啤R种坪图せ钏瑯又匾樽啵@兩方面微生物都能勝任俏讹。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的無菌小鼠既容易受到感染,又容易患上自身免疫系統(tǒng)疾病,就是因?yàn)槿狈ξ⑸锏乃鼈兗炔荒茉谕{人侵時(shí)及時(shí)啟動(dòng)免疫反應(yīng),又不能在相對安全時(shí)立即終止過度反應(yīng)容握。
總結(jié)
埃德·揚(yáng)在《我包羅萬象》這本令人愛不釋手的微生物新史中,對微生物進(jìn)行了詳盡且別開生面的介紹瞳腌,引導(dǎo)我們以全新的視角,去認(rèn)識這些微型的生命體。
它們無處不在,孜孜不倦地在各自的位置“發(fā)光發(fā)熱”瓢娜,維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定和有序,它們不是帶走生命的死神礼预,而是守衛(wèi)生命的守護(hù)神眠砾。
-THE END-
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