我包罗万象

书友您好,欢迎来到非凡精读馆,我是尹烨。我经常讲,我们从来都不是一个人,而是一个人和微生物共生的生态系统。这样说好像有点听不懂,有点抽象。我举一个简单的例子,来聊一聊这种微妙的共生关系。

细菌:我们不一定都是有害的

咱们就说一个特别简单的事。我们很多人以前会认为,为什么要用母乳喂养孩子呢?因为母乳能给孩子提供全面的营养。但母乳只是喂了孩子吗?我们开始发现,乳汁当中有好多的营养成分,孩子不能吸收,至少不能直接吸收。这是为什么?随着科研越来越深入,我们发现,妈妈的奶不仅奶孩子,还能把孩子肠道里面的益生菌给培养起来。母乳的营养成分挺复杂的。迄今为止,我们发现母乳里面的这种低聚糖高达两百多种。

什么叫低聚糖?它是母乳当中第三大固体营养成分。母乳当中的固体营养成分含量排名第一的是乳糖,然后是脂肪,然后就是低聚糖。低聚糖不能被孩子直接吸收,但是它对于孩子肠道内的有益菌来说是最好的食物。我们称之为益生元(一些不被宿主消化吸收却能够选择性地促进体内有益菌的代谢和增殖,从而改善宿主健康的有机物质)。所以母乳一边喂养了孩子,一边喂了孩子肠道中的益生菌。这些菌可以使婴儿更健康。看到了吗?其实母乳喂养了一个生态系统。

我们一般都愿意或者容易接受非黑即白的叙事。英雄和坏蛋之间泾渭分明。很多的电影、电视剧中的人物一出场,我们看相貌就知道这个人肯定是坏蛋,长得就不像好人。但是过去几年,人类对于细菌、病毒、微生物的看法慢慢地都不一样了。我们渐渐地从所有细菌都需要消灭的观念,开始转向为原来大部分细菌是我们的同盟的观念。实际上,以上两种对细菌的认识:认为它都是不好的,或者认为它都是好的,都有些片面。有一句话描写人和微生物的关系写得非常精准:我辽阔博大,我包罗万象。微生物的世界,其实比你想象中的还要辽阔、精彩、复杂。

我经常会给大家讲关于微生物的知识,今天我要给大家分享一本书。这本书就叫作《我包罗万象》。它的副标题叫作“微生物视野下的生命图景全记录”。这本书的好处是可以带你全面立体地去认识微生物。这本书不仅仅是我爱读,包括扎克伯格、比尔·盖茨都非常喜欢。要知道,盖茨一年也是看几百本书的,这本书他读得爱不释手。

那么,这本书到底讲了什么有意思的事情呢?别急,翻开这本书之前,我先问个数学问题,你知道人体里有多少数量的细菌吗?这个数量,要比我们能观测到的银河系的恒星数量还要高若干个数量级。翻开《我包罗万象》这本书,你对于微生物的很多疑问就会有了答案。

一、人菌共生的生态系统

01 重新定义人与微生物的关系

书友们可能又问了,刚刚还是细菌,怎么又说到微生物了呢?这微生物和细菌又是什么关系?什么叫细菌,什么叫微生物?微生物是个大类。地球上的生命中,有动物、植物。除此之外,我们一般讲其他的肉眼看不到的生物笼统称为微生物。微生物包括了细菌、真菌、支原体、病毒。当然病毒因为没有细胞结构,所以它是处于非生命到生命之间的一个过渡物种。不管怎么讲,这一类微小的生物的统称,我们就管它叫微生物。那么它当然就有有益的部分,也有有害的部分,还有一些我们不知道是有益还是有害,它会根据周围的环境来起不同的作用,像这样的只有在特定条件下致病的微生物也是存在的。以上说的这些,都是咱们今天这本书讨论的主角。

这本书的优点,它不仅揭示了微生物和人类健康的直接联系,还深入探讨了微生物和人类生活的哲学层面的关系。一本书一旦能上升到哲学层面,它读起来就有意思了。因为你读到哲学层面上会发现,数理化、天地生、文史哲就开始打通了。所以本书重新定义了我问的一个基本的问题:我是谁?

其实人类对“我”的这个概念的理解,原来更多的是从自我意识的感受上,还真的不是从我们的生命科学上。如果你明白了,你是一个人和微生物共生的生态系统,你就会明白,人类和微生物的共生关系,原来比人类和人类之间的共生关系还密切。它就会挑战我们这些在传统观念当中对所谓的微生物、细菌、病毒的刻板印象。它让我们认识到,我们生病因为它们,我们的健康也有赖它们。我们要好好跟它们去共处。我们不只是一个简单的、孤单的生命体,我们是无数生命体的一个集合。

本书的作者叫埃德·扬,是《大西洋月刊》的科学记者,目前在美国的华盛顿特区工作。这是一个非常出色的新闻人。他做过的很多生物学报道都非常出色。他拿过一大堆的新闻奖项。但我们很钦佩他的一点是,他跟我一样是一个科普人。他从事着生命科学的传播工作,在博客时代,他有一个叫“并不复杂的科学”的博客,拿到了美国国家研究院凯克科学传播奖。

话说回来,我们聊起微生物,一般大家就经常会想到疾病。比如说到冬天了,大家会想到是不是又会得感冒了;再比如大家看到的肝炎、疟疾等等,都是由微生物引发的。这些引发疾病的微生物确实给人类带来了太多的伤害,这也难怪它们会给你留下了很深刻的印象。

人类历史上,因为天花所致死的总人数大概五亿人吧。所以今天大部分人一说微生物就想起病菌。我们洗手时都恨不得把手都搓破皮了。但实际上,你的手上是有菌膜的。用我们今天说的表面活性剂,比如肥皂、洗手液是洗不掉的,它仅仅能把菌赶走一部分。

所以我们要换一个角度思考,我们为什么会有一层菌膜屏障呢?难道细菌都只会引来疾病吗?如果细菌或者微生物只能给人类带来唯恐避之不及的疫病,我觉得你太错怪它了。

因为我们研究的都是病人,所以你就会觉得微生物象征着污秽、肮脏、疾病、公共卫生不好。甚至在过去我们还未认知微生物的时候,它们往往是跟一些灵异事件相联系的。你做什么坏事了,被降罪了,被下蛊了,就会得病,开始产生这种关联。我想说如果您看完了这本书,这种刻板印象您得改一改了。大部分生物并不是病原体,也不会让我们得病。事实上到2024年的年底,世界上只有不到一百种细菌(当然每个细菌有很多不同的亚株或亚型)会让人类患上传染性疾病。

02 我辽阔博大,我包罗万象

庄子讲过一句话:“夫物,量无穷,时无止,分无常,终始无故。”这话什么意思呢?这话有意思的地方是在于,其实庄子那时候也不知道什么量子物理,但是他能感受到,宇宙间的万物在量上是无限的,时间是没有终点的,事物之间的状态是无常的,是没有定式的,事物的开始、结束并没有一个固定不变的模式。

这个认识论从形而上的哲学角度,是可以很好地去解释人类和微生物之间的关系的。我们想一想,微

生物来到地球至少34亿年了,人猿相揖别(象征着人类与猿猴的分离,标志着人类文明的开端。)才700万年。谁闯入了谁的世界?如果微生物有法律,那么所有多细胞生物的出现对它们来讲,可能都是违法入侵领地的存在。

然而它们接纳了你,或者说我们的祖先经过斗争,使得今天的多细胞生物和单细胞生物可以拥有很好的共生关系了。每一个人体内是有着庞大的微生物群的。我们可以随便估计一下,比如说,一个标准的人,70公斤,20~30岁的一米七高的男性,这可能就是我十几年前的那个状态。我大概那时候有差不多四十万亿个细胞。然而体内的微生物会有多少呢?一般是我总细胞总量的三到十倍。也就是说,我可能有四十万亿个细胞,然而我却有百万亿级别的细菌。

我们在日常生活当中,一般说这个东西数量特别多或者价格特别贵,我们会说这是一个天文数字。那我们就看看天文领域,比如说,我一开始问的银河系当中有多少恒星呢?

目前我们可观测的,大约就是一千亿到四千亿颗恒星。也就是说我刚才讲的,我们肠道内的微生物的数量,远远超过了银河系当中的恒星数量。甚至你把无数个星系的恒星加在一起,也不如一个人身上所携带的微生物的量大。所以以后是不是可以多一个新词叫作菌群数字,这是一个比天文数字更大的数量级,我们也把它描述成一个宏量的科学计数方法呢?

很多人认为我们的一生,就像奥逊·威尔斯写过的一般,我们孤独地出生,孤独地活着,又孤独地死去。但实际上,有的时候你心理上感觉孤单,但是你从来不孤独。你可以说你非常孤单,但是你从来不孤独。因为我们跟微生物是共生的,它们生活在我们的皮肤表面,身体内部,甚至是细胞内部。比如说我们哺乳动物的细胞当中有大量的线粒体,那是什么?那就是生物演化的早期,两个微生物之间的一次互相的融合,我们叫内共生。从此,线粒体就活在了我们这些细胞的体内。所以我们正确地描述我们身体,应该是美国诗人沃尔特·惠特曼所讲过的:我辽阔博大,我包罗万象。这就是这本书书名《我包罗万象》的由来。

所有的多细胞生物的生命历程当中,微生物不仅从未缺席,而且必不可少。这本书将带我们重新认识生命体之间的共生关系。比如说,微生物可以塑造器官,防御疾病,消化食物,驯化免疫系统,指导行为,并赋予我们各种神奇的能力。总而言之,这些微生物比你想的有用得多。它对我们的生活产生了极其深远的影响。研究它们,对我们全面理解生命运作,乃至人类社会,是至关重要的。

二、人类对微生物的认知历程

01 第一次“被看见”

然而人类对微生物的认知过程是怎么样的呢?下面我们就来说一说,人类是如何看到并且逐步了解了这些微生物的作用的。想象一下,微生物之所以叫“微”,就是因为我们看不见。当然,能看到的时候,我们就见微知著了。我们应该如何去认识一个你从来没有用肉眼能看到的东西?人眼的分辨率只有七十微米,一根头发丝的直径是一百微米,所以我们勉强可以看到一根头发丝的横截面。我们看不到微生物,一般的微生物都是在几微米,如果是病毒都是在几百纳米以内,也就是在零点一到零点几微米的这个范围。我们不可能用肉眼直接观察。

所以微生物所在的微观世界,在人类相当长的历史上,甚至我们可以说,人猿相揖别七百万年以来,我们都未曾察觉它们的世界。我们当然会得病,但是我们不知道那是被微生物感染了。可能西方会归因为上帝降罪,东方会归因为鬼神作祟。直到十七世纪,两个人把这个盖子揭开了。第一个人他叫作胡克,罗伯特·胡克,他是跟牛顿在一起工作的科学家。大家在中学物理课上学过弹簧的胡克定律吧,就是他研究出来的。在1665年,他用显微镜去观察一个切得薄薄的软木切片,看到了里面原来有细胞(cell)。“Cell”这个词,如果大家看过《角斗士》,《角斗士》里面那一间间小房子我们就叫“cell”,它代表的是一间一间的小室。这就是细胞的来源。1665年我们才搞明白,原来我们人体在微观上可能也是由细胞这样的结构而构成的。

又大概过了十年左右的时间,不是在英国,而是在荷兰,不叫胡克,而是叫虎克。他的全名叫安东尼·范·列文虎克,我们中文一般翻译就是用“老虎”的“虎”字。他干了什么呢?这哥们很厉害,他不仅仅是一个光会用显微镜的人,他做显微镜也非常厉害。他做出了一个放大倍数非常高的光学显微镜。用这种列文虎克显微镜可以更加清楚地观察,不仅仅是看到了细胞——细胞比一般的微生物还是要大的——那么他真的看到了一些微生物,比如说在清澈的水当中依然有大量的生物在动。这就真正开启了人类认识微生物的新纪元。

人类一旦开始看到了这些微小的生物,我们就开始明白了,“一花一世界,一叶一菩提”,这话真不是白说的。即使人眼看不见,但确实还存在很多的生命。可是我们当时并没有意识到这些微小的生物能对人体有多大的影响。你这么小,你又能怎么样呢?

02 近代微生物学的研究历程

时间一晃,差不多就过了将近两百年。一直到十九世纪中叶,整个微生物研究出现了一些改变。此时的欧洲也处于科学的一个高速发展期。一个著名的法国化学家叫路易斯·巴斯德,大家应该听过巴斯德。我们到超市里去买牛奶、酸奶,你会看到包装上写着“巴氏灭菌”,这个“巴氏”,说的就是巴斯德。

巴斯德有什么了不起的呢?就是他发现原来微生物和疾病是有关系的。当时有一个大背景,中国当时创外汇有几个东西,瓷器、茶叶,还有就是丝绸,这些都向西方国家出口。所以欧洲也想做丝绸,欧洲也开始养蚕。但是在法国,蚕身上有两种疾病,深深地困扰着当时的法国的丝绸工业。而巴斯德研究了半天,发现这个蚕病都是由微生物感染所引起的。那怎么办呢?首先就是隔离,再区别阴性、阳性。巴斯德用一样的方式,把这些受到感染的卵拿走,剩下的肯定就是未被感染的健康的卵。通过这样一个简单的方式,成功阻止了蚕病的传播。

这个实验不仅仅是挽救了法国的丝绸业,也为下一步的微生物学,特别是医学微生物学的发展奠定了基础。而当时跟法国在欧洲一较短长的就是德国。德国也有自己的科学明星,叫作罗伯特·科赫。科赫实际上也是一个大名鼎鼎的科学家。我们今天想确定是不是有一种细菌或一种病原能引发某种疾病,这种确证的法则我们依然叫科赫法则。科赫当时是研究炭疽病的科学家,那他通过炭疽病进一步地证实了细菌致病的理论,提出了科赫法则。这就推动了微生物学向应用科学的转变。科学家们就开始探索如何利用这些知识,一是防御疾病,二是治疗疾病和改善人类的生活。

所以有兴趣的朋友们,如果想研究整体的微生物学的奠基阶段,看一看科赫、巴斯德,还有英国的李斯特,他们三个人有点像我们说三国时期的周瑜、诸葛亮、司马懿,一时瑜亮,颇传为佳话。当然,随着我们技术的显著进步,我们不仅仅只是用光学显微镜看细菌。

1931年至 1932年,德国的科学家也可以叫工程师鲁斯卡发明了电子显微镜。从那以后,人类能看到病毒了。到了1986年有了测序仪,我们已经开始可以对这些微生物进行测序了。一直到2005年之后,我们有了高通量测序,我们不只是研究一个一个的微生物了,我们可以一次性地研究一群微生物。比如说,给我一点点粪便,我就能把这里面所有的微生物都看一遍。我们把这个叫肠道菌群,它是几百种菌在一起的。

也就是说,到了二十一世纪以后,科学家们开始越来越多地关注人体内的共生微生物,肠道的、产道的、耳道的、鼻腔的、口腔的。你会发现人体所有的腔道都长满了菌群,或者说微生物群。而且它们不仅仅就是一个你身体上的过客、乘客,它们有的时候甚至要当主人。它们能够控制非常多的微观的行为,比如说它们在脂肪存储、血管生成方面都扮演着极其重要的角色。这一发现彻底改变了我们对微生物的看法,使微生物学在这几年开始变成生物学研究的一个核心领域。如果说2020年12月份,肠道菌群的文章在《自然》发表,算是这个领域的第一篇文章。那个时候,这个领域一个月大概发一篇文章,今天一天恨不得能发十篇文章。一年有上千篇的文献,都是关于这个领域研究的。你就知道,原来这些微生物,它们所起到的这些作用,它所拥有的这种“智慧”,远远比人类想得更加复杂和有趣。

从刚才罗伯特·胡克、列文虎克的发现,再到巴斯德和科赫的细菌致病理论,再到现在微生物组的研究,微生物学的发展拓展了我们对“眼”的认识。我经常讲“不要眼见为实”,因为你的眼睛看不见,你看不到红外(线)、看不到紫外(线)、看不到微生物,它们就不存在吗?微生物学的发展恰恰告诉我们,实际上,不能只依靠人类天生的传感器,所谓眼、耳、鼻、舌、身,别忘了还有意。只有我们用我们自己的科学思维来武装自己的思想,用物理、用数学的角度去思考这个世界,我们可能才能重新去定义客观世界。它可以重塑我们对于科学,对于疾病的理解,也可以让我们重新地意识到自己的身体。这就是一个从边缘到中心的科学的探索历程,也展示了微生物学在人类知识体系当中的重要地位。

所以其实我们就是生活在一个由无数微小生物所构成的宇宙当中。这些生物你看不见、摸不着,但是它对我们的影响无处不在。人类是有一个独特的优势的,大家可以点开视频看看我,也就是一百多斤的碳、氢、氧、氮、磷、硫,一堆元素组成。然而这堆元素现在跟你聊天呢。一堆元素在研究自己,还在对另一堆元素在交流知识。有意思吗?

所以人类知道这些微生物的存在,而且人类发明了各种各样的高科技的手段去观察它们、研究它们,甚至操控它们。我们发明了电子显微镜、光学显微镜,我们发明了测序仪,使得我们真的可以去窥见微生物的奥秘。所谓见微知著,我们建了实验室,培养这些微小的生物,去研究它们的行为和作用。我们也通过研究它们开发了疫苗、抗生素、治疗方法,以影响我们和微生物之间的共生关系,人类不断地去驯化它们,也学会跟它们和谐相处。

下来我就要具体说说我们和微生物的关系了。

三、我们与微生物的关系

01 互利共生

我要讲的第一个关系,是合作伙伴。为什么说是合作关系?我从以下几点给大家聊聊看。

*影响免疫系统

第一,微生物首先影响的是什么?是免疫系统。当你感冒、发烧很多的时候,基本上都是有些病毒侵入你的免疫屏障,还有一些是你身体内本身带的定植菌。你免疫力强的时候,没什么事。但是今天,比如说受凉受寒了,末梢循环不好了,免疫力下降了,这些定植的微生物,我刚才说的“墙头草”(条件致病),可能就突然会变成这些打、砸、抢的“小偷强盗”,在你的身体内横行霸道。但不管怎么讲,人类的免疫系统,它的这种成熟是需要微生物,特别是细菌的帮助才能形成的。适度的免疫不是坏事,甚至它是有益的。所以微生物当然可以在某些时候让我们生病,但更重要的是,它们帮我们保持了长久的健康。

比如说我们身体某个部位一旦受到感染,在这时候,你的免疫系统就开始工作了。非特异免疫、特异免疫都开始起作用,各种各样的免疫细胞会冲到这些感染的部位去消灭细菌,造成了一些肿胀、发红、发热的一系列症状。我们管它叫什么?这就是我们常说的发炎。发炎就是免疫系统的一种保护机制。你要知道,人类如果没有这种炎症反应,我们就会持续地遭受感染。有一些人先天性免疫缺陷,他就没有这种反应,所以他很容易就被各种各样的、可能对其他人无害的微生物所击倒 。

但是,一旦讲到免疫力,很多人就说,那我就要增强免疫力。记住,免疫力从来不是增强,免疫力是平衡。因为如果你的免疫反应过度,免疫细胞就会攻击正常细胞,造成的自己人打自己人。像前不久大家讨论的红斑狼疮、类风湿性关节炎等等,它们都是自身免疫性疾病。所以我们要不断地去激活、刺激、平衡免疫系统,保持免疫系统的强健,也不能让它无限地增长,有的时候还要适度抑制,以防止免疫系统反应过度,导致自身免疫性疾病。这个平衡的调节,其实微生物在其中起了关键性的作用。

比如说,有一种节丝状菌,它就能去激活这些炎症细胞。节丝状菌在哪儿呢?在肠道里。它是一种非常特殊的肠道共生细菌,主要就长在我们宿主的小肠。它在小肠的肠上皮细胞上,这些细菌形态很独特,它是革兰氏阳性菌,并且能产生孢子的细菌,能长成一种长长的丝状结构,并且可以通过一些横向的隔膜进行分裂。那么为什么这种菌能够去激活炎症细胞呢?

具体来看,这也算是近几年最新的研究了。节丝状菌能够诱导肠道当中的Th17细胞分化,而Th17细胞是一类能够分泌促炎细胞因子的T细胞。也就是说,节丝状菌起到了一个在军校内当教官的作用,把其中特定的一部分免疫系统中的“警察”或者“武装部队”训练出来。因为这些细胞因子在炎症反应当中起到了重要的作用,所以,节丝状菌就相当于我们肠道当中的一个共生的教官,促进了我们肠道内的非常重要的承担着治安作用的“警察”或者“军队”的分化和活化,间接地可以激活到炎症细胞,参与了整个肠道免疫反应和炎症的过程。

肠道免疫反应有多么重要?你想一想,你吃进去的所有的食物,肠道必须有很强的一种抵抗或者识别的能力,不然的话,你岂不是天天都要拉肚子吗?所以,这些相关的功能,我们这些共生的细菌就起到了关键性的作用。再讲一种,叫作梭状芽孢杆菌。一般来讲,它在土壤当中有,人和动物的肠道当中也有,还有一些腐败物也会有。多数不致病,只有少数致病。但是它们同样的是可以激活抗炎细胞的,原因都差不多,也是通过调节我们的免疫系统。这些梭状芽孢杆菌,它们特别适合于降低自身免疫性疾病的发生。

比如说有一种疾病叫炎症性肠病。怎么说呢?比如说,我们讲一个例子,有些人一睡觉的时候,一旦睡到后半夜,甚至是在凌晨的时候,会发生肠易激,肠道就开始出现各种各样的症状,那就是自己的免疫系统开始反应了。那这种梭状芽孢杆菌就有助于去平衡这种反应。

所以这样的一些所谓的细菌能够调节人的免疫系统,实际上它并不是简单地促进,它也并不是简单地导致你感染,反而它会不断地去调和系统的稳态,来防止我们的免疫系统错误地攻击自身的组织。人和这些细菌、多细胞生物和单细胞生物,通过上亿年的互相的合作,形成一个很好的配合关系,平衡自己的身体,对各种突发状况做出正确的反应。

生命科学当中最有趣的就是,唯一不例外的就是例外。科学家们还发现一种脆弱拟杆菌,这名起得也不怎么好,它怎么就脆弱了,但它就叫这个名字。脆弱拟杆菌是一种常见的肠道细菌,它虽脆弱,却对某一种免疫细胞具有强大的激活功能。它甚至都不需要自己亲身去激活免疫细胞,它就通过表面分泌一种分子,就能提高免疫细胞的数量。这是人们第一次发现一个单一的微生物所产生的分子就能改善免疫力。

怎么理解呢?我们打了疫苗,你会产生抗体。抗体是什么?抗体是一种蛋白。我们说一般的这种细胞,是通过两种方式来进行我们对应的防御的,一种就是像战士一样,拿着刀和盾上去就砍病原体;还有一种就是这种B细胞,它就像弓箭兵一样,往外面不断地射箭,射出去的那个东西就叫抗体。但是我们看到了,微生物也会这个样子,它自己都不动,它一样地发出一些分子,这些分子就可以去召集一大群有益的免疫细胞来帮助你维持稳态。

*哺乳婴儿

再谈回一开始我们讲到的很多人都会关心的问题,其实从一个非常有意思的哲学角度来思考,到底是微生物驯化了人,还是人驯化了微生物?我们都知道母乳喂养是宝宝完美的营养来源。但您知不知道,从成分上讲它究竟好在哪儿?它真正的特别之处是富含了两百多种来自于我们人源的低聚糖。我们叫简称HMO(human milk oligosaccharides,人类母乳低聚糖)。在所有的哺乳动物当中,我目前测试的各种各样的乳汁,人类母乳当中所含的低聚糖是最多的。它的种类是牛奶的五倍,如果看它的数量,能达到牛奶的几百倍。

孩子生下来就要喝奶,母乳当然就是给婴儿提供营养了。然而事实却让我们大跌眼镜。刚才讲了HMO,种类这么多,又有这么大的数量,可孩子根本不能消化HMO。HMO直接就经过了胃,经过了小肠,直抵大肠,没有被孩子吸收。

那HMO是干吗用的?既然这个东西孩子不吸收,妈妈又为什么要分泌?这个问题,大家一定记住,在生命科学的研究当中,事出反常必有“道”,不是“妖”。当你遇到了一个可以重现的异常现象,通常意味着这是一个伟大的发现。生命这么经济,我们绝不可能牺牲能量去做无意义的事情。千百万年前的人类吃不饱,人类母亲也吃不饱,人类吃饱不过就是这百十年的事。那为什么我们要消耗能量产生HMO?它们到底能干吗?原来它不是喂宝宝的,它是专门喂养婴儿体内细菌用的。婴儿体内的细菌是啥?是双歧杆菌。它是一种杆菌,双歧就是两个头,所以叫双歧杆菌。

这个双歧杆菌是一种益生菌,它吃什么?就吃HMO。所以HMO很大程度上讲,是为婴儿最开始肠道里细菌还没那么多的时候,我得先把你的肠道基础打好。靠什么打基础呢?双歧杆菌。双歧杆菌吃什么呢?HMO。原来是这么回事。其他菌吃不吃HMO呢?不怎么吃。它也是一把钥匙开一把锁。好,我们终于懂了,这些特定的HMO的成分就变成了专门滋养婴儿双歧杆菌的食物,让它成为占据肠道的菌株,特别是要让益生菌在早期的时候就发展到占优势地位。这对婴儿整个健康的早期发育是至关重要的。

因为当婴儿体内的双歧杆菌消化HMO的时候,它会释放一种短链脂肪酸的物质。这些短链的脂肪酸,可以去滋养婴儿的肠道细胞,特别是可以密封掉宝宝肠道细胞的间隙,而且还可以调整免疫系统当中的抗炎分子等等。

密封肠道细胞这一点,对新生儿来说是非常重要的。如果婴儿肠道的细胞间隙过大,使得原来一些不该大量进入人体的大分子抗原物质就会从婴儿肠道进入血液循环,这些抗原会刺激免疫系统,引发过敏反应。比如说,牛奶当中的某些蛋白质抗原就可以通过细胞间隙进入,引发过敏。这就像牙缝大了,就容易塞一些食物进入。细胞间隙大了,牛奶当中的蛋白质抗原就可以通过这些细胞的间隙进入婴儿体内,刺激免疫系统,导致婴儿出现牛奶蛋白过敏。那接下来就是呕吐、腹泻、皮疹。所以刚才产生的这些短链脂肪酸是可以封闭肠道间隙。

所以,当婴儿体内的双歧杆菌没有得到刚才说的HMO,而是其他的一些能量来源,行不行呢?其实也能活,但活得就没那么好。等于说,我明明就喜欢吃米饭,你天天让我吃馒头,我每天就感觉不是很好。所以我们今天才越来越提倡在有条件的情况下,尽量母乳喂养。母乳喂养是应该说是千百万年来我们人体演化出来的一套,不仅是喂养孩子,也是利用微生物的机制。因为一旦断奶,我们就得自力更生来滋养微生物了。而随着摄入食物的日趋丰盛,我们的身体就能够培养出越来越多的肠道细菌,双歧杆菌慢慢地就不再是一个优势地位了,它已经完成了它的历史使命。

02 诱导动物的发育

说完了人,我们再聊几个动物。毕竟,我们的生命是一个演化的过程。我们是从简单到复杂,从水生到陆生,从低等到高等,从单细胞到多细胞,从无性到有性,是这样过来的。所以我们会说,在这每一个演化的过程当中,微生物在很大程度上帮助动物构成了动物的身体。

我们先说一个特殊的生物,叫作扁形虫。一条扁形虫也就一厘米,就这么大。你用显微镜观察它的时候,一开始会吓一跳,它的身体几乎被微生物填满了。而扁形虫有什么本事呢?再生能力强。你把一个扁形虫切成两半,每一半都能成为一个全新的功能完整的个体。切十段,就会得到十条活蹦乱跳的扁形虫。这个神奇的再生能力,全靠它体内的细菌。细菌为这些扁形虫储存了必要的能量,只要有足够的细菌,即使是被切下来的这部分,它也能重新长成一条完整的扁形虫。但是如果切下来的某一个部分的细菌太少,那这一部分可能就会死去。你看,这些细菌对它的再生能力起多大的作用。而扁形虫全身有一个地方不能再生,就是头部。为什么呢?因为头部没有细菌。所以切完了以后你会发现,它的尾巴能重新长出头,但是有头却无法长出尾巴。有意思吗?细菌对扁形虫来说,非但不是有害的,而是没有它,连再生能力都会下降。

说完了这种无脊椎的简单生物,我们再说一个脊椎动物。在无菌环境下所饲养的小白鼠,虽然能够生存,但是它们非常脆弱。因为这些小白鼠的肠道里没有有益的细菌,因为我们刚才也讲过了,肠道里没有细菌,肠道的表面就没有办法充分发育。肠壁上的细胞之间就跟我刚才说的牙缝太大一样,那么肠壁就容易渗漏。这样子的话,大量的有害物质就通过肠壁进入到小鼠的循环系统内,小鼠的血管也变得稀疏,细胞也会缺乏再生的驱动力。怎么治呢?科学家给它们先注射一种常见的肠道菌,多形拟杆菌,情况就完全不一样了。这些微生物一旦进入到小鼠体内之后,肠道内的很多基因就被激活表达了。这些基因开始快速地促使小白鼠吸收营养、分解毒素、健壮血管、创建存储细胞,包括小鼠肠道的通透性,都会有对应的成熟性的表现。所以微生物不仅促进了小白鼠的生长发育,还教会它们该如何使用自己的基因。看明白了吗?自己的基因,却需要微生物帮它激活。我们一个健康的肠道环境就是这样构成的。

这两个例子让我们知道了,微生物对于肠道、骨骼、血管、细胞、吸收、代谢有很大影响。但是最有趣的是,这几年的研究显示,它们可以直接影响到我们的大脑,甚至是情绪。这也是这几年应该说对我非常震撼的一个该领域内的发现,就是微生物和人体合作的非常有趣。我们第二个“基因组”,肠道菌群以及肠道菌群和大脑所构成的一个轴,我们叫脑肠轴。

03调节脑-肠轴

把时间翻回到两百年前,1822年,在美国的五大湖地区有一个小岛,这里有一个叫圣马丁的毛皮商,很年轻,当时只有二十岁。他很不幸,在一次火拼当中被步枪误射了。幸运的是岛上有个叫威廉·博蒙特的医生救了他一命。然而这时,一个非常有趣、罕见的情况发生了,圣马丁尽管被救了,但伤口却没有办法愈合。他的胃和腹部的皮肤都开了一个口,在恢复的过程中,他的胃的开口附着在他腹部皮肤的创口上,最后形成了一个连通了体内和外界的洞,通过这个洞就可以看到他的胃里面。这个伤口一直没有完全愈合,等于就形成了这样的一个通道,在医学术语当中叫一个瘘。

在当时我们当然知道人体内有胃,但是胃是怎么工作的呢?我们对消化系统的具体运作一无所知。博蒙特医生收集了很多圣马丁的胃酸样本,有的时候他甚至直接把食物就通过胃上的洞扔进去,肉眼看食物是怎么被消化的。通过多次观察,他发现圣马丁的情绪会影响他的胃的运行。比如说如果圣马丁发火了,或者变得易怒了,胃的消化速度就会改变。情绪竟然能影响到消化系统,这是人类记载的第一个大脑可以影响肠道运作的明确信号。

两个世纪过去了,这一个关联对我们来讲也太过熟悉了。今天你不高兴了,肯定会没胃口。当你感到饥饿,情绪也会变化。很多人一饿,就会发怒。这都是在我们日常生活种存在的情况。那这个过程中是怎么回事呢?这就是我们刚才说的脑肠轴在起作用。

这是一个轴,肠道微生物就是这个轴的重要组成部分。各种压力、饥饿、失眠、不舒服的温度,包括使用抗生素,都会改变肠道微生物。这些微生物,它们有自己各自的方式影响宿主的行为,比如说影响宿主的社交态度、抗压能力。

有一个研究发现,生活在小鼠肠道当中的细菌群落,对小鼠能不能表现出正常的社会行为至关重要。如果这个小鼠是培育出来的无菌小鼠,无菌小鼠自然也就没有肠道微生物了,那它的行为就会有点“反社会”了。比如说一堆老鼠在一起,大家应该沟通交流,到一定的时候分享食物,甚至大家要不断地生后代。但是如果没有肠道微生物,这部分小鼠就会离群索居,而不是跟其他小鼠互动。

而对于人类社交网络,耶鲁大学的研究也揭示了社交网络是如何影响肠道微生物的传播和共享的。人们的社交联系和肠道微生物组的共享有着密切的关系。我们有时候开玩笑,多交几个胖的朋友,可能你会变胖,多交几个瘦的朋友,可能你会变瘦。这固然有大家一起吃饭,一起运动,有很多的习惯会趋同的关系。但你有没有想过,我们每次握手,每次聚餐,都可能在无形当中交换着微生物。

现在有一个学科叫作人类学,他们发现,奶妈带的孩子,孩子的肠道菌群就像奶妈,亲妈带的孩子,孩子的菌群就像亲妈。一旦过了两岁,脱离母乳期了,姥姥带就像姥姥,奶奶带就像奶奶。多带带孩子,有的时候传递的不仅是你的血脉,也包括你的行为模式,还包括你这些菌群。

所以我们经常开玩笑讲,微生物甚至会影响人类的选择。我常说你想吃什么,到底是你想吃,还是你肠子里的细菌想吃。我们常说的想念妈妈的味道,有没有可能是小时候妈妈给你做的菜,那些菜本身不光养了你,也养了你肠道的微生物呢?

以上种种描述,大脑和肠道微生物之间的联系,我们用一个专业的名词脑肠轴,来描述肠道和大脑之间的这种双向的线路。它们两者之间确实会通讯,有的时候会拍“电报”,这是用生物电信号通过神经系统发送信号,有的时候直接发“快递”,真的会传递一个化学物质或者是信号分子,告诉大脑我想要干什么。

研究表明,肠道微生物在脑肠轴发挥作用的过程中起到了关键的角色。它们通过多种途径和大脑相互作用,免疫系统、色氨酸代谢、迷走神经、内分泌系统,它们都是协同工作。时间有限,不能一一地去讲,我们讲几个大家听得有意思的。

比如说色氨酸代谢是什么?色氨酸是人体必需的一种氨基酸。我们有八种必需的氨基酸,基本上是要靠从外面摄取,人体无法自己生成,就包括色氨酸。这个色氨酸因为我们自己没法合成,必须从外面摄入。一般吃的肉、鱼、蛋、豆类、坚果中都会有色氨酸。色氨酸的代谢和人体的能量供应、免疫系统和神经系统是非常相关的。比如说5-羟色胺就是色氨酸的代谢产物。而一旦缺乏这个5-羟色胺,你就可能抑郁、焦虑,整个人都不好了。

那还有一个是大家一般听过但不太知道的,就是迷走神经。什么是迷走神经?我们整个的脑神经一共有十二对,迷走神经是第十对,也是脑神经当中最长、分布最广的一对。它是人或者说哺乳动物演化到非常高级别的生物当中才有的。

我刚才说的,不管是色氨酸代谢还是迷走神经,它们之间的这种调控都可以通过微生物及其代谢产物来影响的。色氨酸代谢就是通过一种物质,它们影响了肠道的通透性,包括黏膜免疫,包括胃肠道的运动,另外肠道上其实也是有神经系统的。大脑有八百六十亿个神经元,肠道也有一亿的神经元。为什么会这个样子?好好想一想,从演化的角度,我们最开始的多细胞生物,那就是一根“肠子”。而且我们任何一个人在早期发育的时候,就会有一个期间,我们会从受精卵,一变二,二变四,四变八,然后变成了一个囊胚,再发育成原肠胚。所以,在生命的早期,我们本来就是一根“肠子“,然后慢慢地继续发育,我们才有了大脑。听明白了吗?其实我们都是在一个“肠子”上逐渐变成了今天的这个状态。

04 促进人类基因演化

学习生命科学最重要的就是,不能只通过人去研究人。想一想低等的生物,再想人,很多的问题就触类旁通了。那既然讲到了人的演化,我再看看微生物和人类演化的关系。

在历史上,微生物甚至会加快整个人类演化的节奏。我们跟细菌可以共享基因。你不信?我给大家聊一个一听就懂的例子。我不知道你什么时候开始吃海苔的,我开始把海苔当成零嘴吃,实际上就这几十年的事。因为我小的时候也不怎么吃海苔。可是现在很多孩子爱吃海苔。海苔当中有的碳水化合物,有一些从来没有在陆地植物当中存在过,人类没有办法产生分解它们的酶。那谁能分解呢?我们看看海苔从哪儿来的?当然是海里。所以海洋当中有非常多的细菌可以分解这些碳水化合物,比如说佐氏菌。

所以当海苔被日本的渔民收集起来捣成糊状物的时候,他们不仅吃了海苔,连佐氏菌也一起吃进去了。这个时候,他们就可以消化海苔当中原来消化不了的东西了。在这个过程中,佐氏菌跟我们人体原来的肠道微生物就发生了“交流”,大家既然在一起了,我能吃,你也想吃,怎么办?我把这个消化海苔的基因给你,这些肠道的菌会觉得,这个佐氏菌好,能帮我消化这些营养素,我装进来,我们俩一起开开心心地消化海苔,就是这样,这是基因在微生物之间的横向传递。

纵向上,你不要觉得,人类只是传递父精母血,精子和卵子传递了父母的遗传物质。我们的微生物也可以垂直传递的。我说一个最简单的道理,大熊猫根本消化不了竹子,它是通过它胃肠道当中的纤毛虫来帮助消化的。小熊猫怎么获得这个消化能力?小熊猫生下来要吃妈妈的粪便。这个逻辑是一样的,小熊猫通过这种方式来获得肠道微生物。我们人类觉得这个事情是冷知识,就是因为我们平时研究生命科学现象太少了。生命如此美妙,我们却知之甚少。为什么我们要做生命科学的科普?本质上就是告诉大家,生命的故事远比我们的科幻小说要有意思很多。

所以微生物,比如佐氏菌和其他微生物之间交换基因,就像人类之间换个名片,加个微信,就这么简单的交换。微生物就通过这样的方式来完成了它们基因的互换。甚至它们可以从周围的环境当中捡起别的死亡的微生物的基因碎片。你都死了,我还可以把这个基因装进来,还可以通过病毒把这个基因从A细胞转移到B细胞当中去。不然我们为什么吃抗生素,吃着吃着就耐药了呢?因为你杀死一部分细菌,总还有存活下来的一小部分细菌,这部分细菌如果耐药,它就可以向周围的菌群分享它的基因,让所有的细菌都耐药。

不同细菌的交换,这叫水平移动。然后这一代人能消化了,它还会通过吃同样的食物,嘴对嘴喂食,近距离传递,再垂直地把肠道菌群传给下一代。所以人类根本没有演化出能够分解海苔当中碳水化合物的基因。只要我们吞下足够多的可以消化这些物质的微生物,它分解完了你再吸收,就可以了。这就是我们自己的细菌就可以通过共享的方式来学习其他细菌的超能力。

当然微生物和宿主之间的关系,哪怕细菌和人的之间的关系,不是静态的,它是一种动态的平衡。微生物可以一瞬间就从盟友变成敌人,这就是共生的代价。所以为了维持这种平衡,人类和其他物种演化出来了各种各样的机制来控制微生物:体内的生化机制、物理屏障、噬菌体(噬菌体就是吃细菌的病毒)、抗体、免疫系统等等。说完了我们跟微生物的共生关系,我不知道你听过瘾了吗?如果没过瘾,我接着说。

四、微生物如何影响我们的健康

我们再看一看微生物是怎么去影响人类的健康的。我相信这一条,只要关注健康的人,都会非常感兴趣。微生物当然能影响健康了。当你每天早晨如厕的时候,你看到你的粪便的状态,比如说香蕉便,这是我们说的最好的状态。你要感谢你的肠道菌群,这个菌群真的是好的。

与大众观念存在反差的是,其实微生物的世界里刚才讲过了,没有绝对的好和坏。你把某种鱼叫作食人鱼的时候,想没想过你自己就是“食鱼人”。这种简单的是或否,就只能存在在童话故事里。现实当中微生物是非常复杂多变的,它们在不同的环境和宿主中能表现出完全不同的特性。比如说有一个叫沃尔巴克氏菌,它就可以在好的共生体或者是坏的寄生虫之间切换角色。它就是它,它的善恶取决于什么?取决于什么菌株,什么宿主。

再比如说我们都知道幽门螺杆菌,其实它既可以引起胃溃疡和胃癌,也可以防止食管癌。它在不同的条件下可以扮演不同的角色。在人体当中,微生物在不同的环境下肯定可以表现出不同的行为。同样的一部分微生物在肠道内无害,但一旦进入血液,就会引发败血症、脓毒血症,这些东西可是危及生命的。所以刚才讲,为什么肠道细胞的通透性非常关键,就是因为这个原因。

即使是线粒体,这样的基本共生体,如果出现在错误的地方,也能引起严重的炎症反应。什么叫基本共生体呢?就是我们每个细胞里都有的,已经跟我们的细胞形成了共生关系的细胞器。它们是在演化过程中被宿主细胞内化并保留下来。线粒体是我们每一个细胞的发动机,所以我们管它叫基本共生体。

有一个科学家叫妮科尔·布罗德里克,她做什么研究呢?她研究的是一种杆菌。我们今天会讲大量的杆菌,因为大部分细菌都是杆菌,杆菌、球菌这是最常见的。她研究的这个杆菌叫苏云金芽孢杆菌。它可以干吗呢?它在土壤当中会产生一种毒素。人类今天把它产生的毒素是当作杀虫剂来使用的。我们知道有一种转基因抗虫棉,叫Bt蛋白,这个转基因抗虫棉用的就是从苏云金芽孢杆菌当中剪辑下来的一段抗虫基因。但科学家后来发现,它们产生这个毒素并不是直接伤害到昆虫的肠胃,而是通过肠道当中的微生物来杀死害虫的,我先杀掉你肠道当中的微生物,从而间接杀死了这些昆虫。这个发现其实颠覆了科学家们几十年的认知,这真的是隔山打牛。这也展示了微生物之间的关系的确复杂。

再下来,我们聊一个叫丽贝卡的女士的案例,这种治疗方式其实在今天的医学界已经广泛使用了。她是怎么回事呢?她有一种非常难以治疗的腹泻,是被艰难梭菌感染所致,听这个名字——“艰难”,就知道这个感染不好治。怎么办?她天天穿着纸尿裤坐在轮椅上,因为天天腹泻,体重降到了只有五十斤。尝试了各种各样的抗生素,都杀不掉这种菌。因为我是艰难梭菌,当然抗药性就极强。你可以用抗生素压制我一阵,但是我会变异,我会耐药,我会反弹。

医生把所有可以用的抗生素全部用完了,这个病情似乎到了僵局。她绝望了。怎么办呢?这个时候她的医生叫寇拉茨,想到了粪便微生物群移植,就是粪菌移植,英文缩写叫FMT。粪菌移植是什么意思?就是把健康人的肠道微生物通过粪便的形式移植到病人的肠道。怎么给进去?过去是通过直肠给,现在也可以做成一些胶囊。

用这样的方式来恢复肠道菌群的平衡。也算是死马当活马医。丽贝卡在绝望当中,两害相衡取其轻,就同意了。用谁的肠道菌群?她丈夫的。医生把她丈夫的粪便处理并移植到了丽贝卡的肠道当中。结果怎么样?令人惊喜,不到一天,丽贝卡的腹泻症状就消失了。一个月以后,艰难梭菌感染被完全治愈,她的生活恢复到了正常。

这个故事给我们展示了微生物研究的巨大进步。今天粪菌移植不仅仅治疗腹泻,甚至一部分科学家用它来改善自闭症患者的症状。我们不敢说一定能治疗,但起码可以相当程度上改善人们的生活质量。类似的应用也越来越多。

还有一个案例,大家经常听到的。一种叫登革热的瘟疫。登革热是由什么引起的?蚊子。登革热影响了数亿人的健康,症状包括了发烧、头疼、皮疹、严重的关节和肌肉酸痛。我刚刚去南美地区,告诉我还没有登革疫苗可以打。我们有的时候去南美、非洲,会打黄热病的疫苗,但是没有成熟的登革病毒疫苗。而且登革热得了以后,都是对症治,并没有有效的治疗登革病毒的方法。既然我治不了这个登革病毒,我能不能阻断你传播的媒介,你不是通过蚊子传播的吗,我有没有机会把蚊子阻断掉呢?

科学家发现有一种微生物叫沃尔巴克氏体,它可以让蚊子对登革病毒产生抗性。换言之,如果蚊子感染了这种沃尔巴克氏体,它就不会再携带病毒了。怎么办呢?科学家的做法是在野外释放出足够的携带沃尔巴克体的蚊子,然后携带了这种微生物的蚊子进入到野外的蚊群中,就会不断地传染、传染、传染。它们生下的小蚊子也全部都会携带这种沃尔巴克氏体。慢慢地,这些蚊子就都不会携带登革病毒。有一个科学家在澳大利亚实施了这个实验,实验结果显示,抗登革热的蚊子已经取代了90%的原生蚊子。这算是历史上人类第一次通过创造微生物和昆虫的共生关系来改变野生昆虫的种群,阻止它们进一步地传播疾病。

这个就是微生物的力量,它们可以把一个疾病的传播者直接摇身一变,变成一个死胡同,病毒传播到此就不通了。当然,从我的长久的观点来讲,我觉得这可能不是长久之计,因为生命总会找到出口。但无论如何,这个实验让我们看到微生物蕴藏的潜力比我们想得要多很多。微生物的这些进展让人激动,给我们打开了新的大门,也让我们看到了医疗的未来。

我们现在研究的已经不是一个一个的微生物,而是合在一起的微生物组。什么叫微生物组?它是指一个特定环境或者是宿主当中所有的微生物以及它们携带基因的总和。如同我们今天可以通过微生物改善自闭症患者的症状,改善糖尿病病人的症状,这些方式都非常“炫酷”。应该说从微生物学到微生物组学的研究成果,为人类的医疗,为我们重新思考人类和自然的关系,开启了全新的大门。

五、维持健康的建议

最后我们来聊一下,日常生活当中,我们应该如何和这些微生物去和平共处。在这个共生的世界里,微生物对我们的生活健康有着巨大的影响。它们既可以是我们生活当中的助手,又可能是我们灾害的根源。所以只有了解它,才能更好地去利用它。这对于我们的健康和生存至关重要。

首先,我们在谈任何一种健康的时候,一定是考虑多态性。如果你想要更多的、更丰富的菌群,你就得吃不同的东西。我建议大家要吃各种各样的食物,尽量不挑食。现在很多人建议,每周要吃三十种不一样的食物。为什么这么说?多元化的饮食,相当于多元化的培养基,会让你的肠道菌群有更加丰富的多样性。同时要保持足够的膳食纤维的摄入,这有利于我们肠道微生物的生长。

第二,关于我们的住,不能“太干净”。很多特别干净的家里面,孩子就容易得哮喘。我们以前有老话说,“不干不净吃了没病”。当然,这句话不是说越不干净越好,它是告诉你,我们要保持适度的免疫。比如说孩子玩玩沙子、玩玩土,其实是有益的。所以家里面不能够过分、大量地使用消毒剂,尽管它能够有效杀灭有害的微生物,但也对有益的微生物造成影响。万一冲洗得不干净,对你自己的食物摄入、环境,都会产生一个严重的、持久的污染。要知道极度无菌无尘的环境,就像刚才讲的那个无菌老鼠,它如果在绝对干净的条件下生长,它都不愿意社交,极度的洁净并不利于人类的免疫系统,甚至是我们的社会行为。本质上,你住在城市,你住在乡村,我们还是住在自然里,你就是自然的一部分。

网上一种很火的生活方式,叫公园二十分钟效应。什么意思?每周花二十分钟逛公园会获得更开心的生活,因为在这样的环境下,见天地,悟众生,爱自己。

说完了吃和住,再说出行。坚持绿色低碳出行,因为绿色低碳的过程中,骑单车、跑步、走路,实际上也是跟自然的互动,这也有利于我们去爱护生态,去思考人类和微生物的和谐共处的关系。最后还得多多运动,只有多运动,规律作息,可以强大我们的免疫系统,对你的菌群是一个好处,你才不会轻易地被打倒。

最后我想说,当你得病了,不能只怪罪微生物。我们需要理解我们人体内的生态环境,从另一个角度去看待疾病。大多数情况下,疾病可能就是人体内的菌群失调,人和细菌的共生关系遭受了破坏,菌群整体变成诱发疾病的一个状态。肠胃炎,大家都知道吧,导致肠胃炎的原因,不是一个细菌能说得清楚的。它是一系列从内到外共同作用的结果。所以人体内菌群多样化的减少,不仅有引发菌群失调的风险,也可能让导致疾病的细菌更容易侵入人体。归根结底,它不是非黑即白的,它是一个平衡。

我鼓励我们的家长们,要多带孩子们到户外去接触自然,亲近自然,玩玩沙子,玩玩泥土,玩水,看看昆虫,不仅仅是帮助孩子的精神成长,也能让孩子体内的有益菌一并地茁壮成长。

结语

好了,今天这本《我包罗万象》的内容就说得差不多了。应该说,它确实为我们打开了一个了解微生物的大门。地球四十六亿年的历史,微生物就存在了至少三十四亿年。在长达二十多亿年的时间里,细菌、古菌、真菌、单细胞生物占据了全部的地球,根本没有多细胞生物,也根本没有人。

曾经独居于地球上的微生物,改变了整个地球的外貌。它们改变了海洋、土壤和大气,创造了动植物生存的空间。它们制造了氧气,然后多细胞生物才出现。五亿多年前寒武纪大爆发,越来越多的多细胞生物、动植物开始涌现。但尽管如此,从数量、分布的广度、时间维度来看,微生物还是地球之王。某种程度上讲,微生物也塑造了人类的历史。这些看似微不足道的生命形式,其实它们扮演着极其举足轻重的角色。大家不要就想这几十年的事,我们在整个的地质学上,一讨论就是以几千万年为时间维度。人永远容易近大远小,老把这几年的事当成特别大的事情。其实学习史前史会让人更加谦卑。

在东方的哲学当中,微生物的存在和人的生活在哲学层面上是密切关联的。尽管远古的时候我们人类还没有科学上的认知,但我们常说万物相连,生命即宇宙。佛教当中经常讲缘起性空,一切事物都是相互依存、相互关联的,没有孤立存在的事物。而微生物和人类的这种关系,似乎就是从一个角度去阐述这种缘起性空的真谛。

西方哲学当中,会存在的一些子流派,比如说存在主义,它强调个体存在,它强调独特性和自由意识。微生物虽然不具备我们人类意义上的自由意识,但是它们对地球历史的决策和作用,却是对生命存在的一种肯定。通过不断地演化和适应,展现了一种存在先于本质的生命现象。微生物通过不断地进化和适应,展现了强大的生命力、适应性和多样性。然后因为它比多细胞生物出现得要早,它们既不断地依附你,又不断地去约束你,从而奠定了它们在生态系统当中的独特地位。

康德认为,我们只能认识事物的现象,却无法认识其本质。这与微生物的复杂性也相呼应。尽管我们以前对微生物有了非常多的认识,但太多的特性和功能还有待我们进一步去发现。比如说,一些极端的湿热微生物能在高温环境下,一百二十多度它还能存活。而朊病毒的发现却打破了我们对生物的传统定义。它就是一个蛋白,一个蛋白却可以把其他正常结构的蛋白变成错误的结构。这些现象都表明,我们对于微生物的认知水平还是远远不够。它们的本质还是充满未知的。我们在了解微生物的路上还有很长的路要走。

微生物学家杜博讲过这样一句话:“可以肯定的是,人类目前所识别出来的细菌只是全部微生物当中很小的一部分。”这个生机勃勃的世界,我们肉眼并不能看到全部。我们在这条探索之路上走得有多远,就能拥有多么瑰丽灿烂的未来。我们已经知道了,我们自身健康的许多事情都跟微生物有关。从情绪控制到心理知觉,再到慢性病和长期健康,还有很多其他的复杂疾病。人类需要有敬畏之心,要跟这地球上的众生,尤其是微生物更好地相处。

即便随着时间流逝,我们今天讲的很多的细节知识可能渐渐地会被你淡忘,有些知识会被更新,但我依然希望这本书能给你带来三个收获。第一,我们不仅是独立的个体,我们跟微生物是共生互利的关系。第二,微生物塑造了我们的免疫系统、大脑情绪,甚至左右了我们的选择。第三,维持微生物的生态平衡,才能很好地保持你的身体健康。

以上就是这本书的精华部分。这是一本了解微生物图景的好书。它精彩地讲述了科学家对微生物的探索,解释了当前有关微生物的研究历史和成果。如果你觉得今天这本《我包罗万象》让你能够更多地了解微生物,了解我们的身体,了解我们的生命,请点击页面右上方的分享按钮,把它分享给您的家人、朋友。我们下次再见

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