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谁是我们最亲密的共生伙伴?

来源:西安日报 2019-08-10 04:20   https://www.yybnet.net/

■林颐

所有的动物学都是生态学。如果不理解我们身上的微生物,以及我们与微生物的共生关系,我们就无法完全理解动物的生命运作。

共生是自然界普遍存在的现象。比如,黄蜂寄生无花果花内,能保障果树传授花粉和留种;真菌和藻类形成了地衣,地衣靠真菌的菌丝吸收养料;白蚁以木材为食,但它消化纤维素的能力来自于肠内鞭毛虫。在所有的共生现象里,经常出现的一方,就是微生物。

英国科普记者埃德·扬这部描写微生物的作品就命名为《我包罗万象》。他说:“所有的动物学都是生态学。如果不理解我们身上的微生物,以及我们与微生物的共生关系,我们就无法完全理解动物的生命运作。”那么,微生物如何丰富和影响了其他动物呢?

以人类而言。我们的身体里,尤其是肠道里,生活着大量的微生物。我们经常听到益生菌、乳酸菌等名词,它们都能改善人体的肠道生态环境,帮助我们消化吸收。肠道菌群影响人体的食物摄入和食物选择,外来细菌进入引起的紊乱会引发各种疾病。

人类意识到细菌的存在并逐渐认识它,有一个漫长的过程。瘟疫如此可怕,魔鬼的因子到底是什么?直到17世纪后叶,才有人通过显微镜发现了这些微小之物。随着青霉素与抗生素时代的来临,许多致命疾病被攻克,然而,抗生素杀死了那些我们想要消灭的细菌,同时也杀死了那些我们想要保留的细菌。

与大部分同类书籍类似,历史的回顾是必要的。本书也从地球进化的开端讲起。在古老地球的早期时段,微生物悄然改变周围的环境,使之变得生物宜居。微生物对环境有着很高的反应能力,这些反应能力迅速地体现在它们采用的策略里,这些策略是可遗传的。进化自有它的道理,适者生存在很大程度上就意味着微生物的反应能力和行为策略。微生物与宿主订立了一系列的“条款和条约”,共生形成的合作过程通常平静温和,作为伙伴有时会出现对抗,有些出于本能的反应,有些是由特殊的遭际而引发的。大致上表现为合作共赢的局面。

仍以人类为例。作者强调了自然分娩与母乳哺养的重要。根据研究所得,当胎儿经过母亲的产道而诞生,这个过程将沿途接收他来到人世的第一批礼物——微生物。它们会帮助婴儿构建一个超级生物体,抵御病毒的入侵,增强消化能力,合成维生素必须的营养素,调解免疫能力等等。婴儿双歧杆菌,这种通过母乳滋养并定植在婴儿体内的细菌,也具有差不多的效果。第一口母乳,就是传递第一批微生物友好菌落。换句话说,人类的代际延续不仅需要接收一套DNA,同时也需要接收细菌的传统信息,以建立人体最早的防疫部队。

微生物是我们亲密的共生伙伴,但并不总是友好的。以沃尔巴克氏体细菌为例。这种细菌倡导“女权主义”,有强烈的“厌男症”。它的个头太大,无法进入精子,于是它就阻止卵子成功受精,造成雄性不孕不育,并扩大雌性群体的占有地盘,让某些生物的雌性无性繁殖,让某些生物的雄性变成雌性。说到底,微生物能与包括人类在内的各种生物形成互惠关系,前提就是这对它是有好处的,抛弃和背叛经常发生,竞争更不在话下。就像书中所展示的,仿佛美丽的秋日森林,但其实是微生物与北美山松甲虫合作导致的灾难现场。

微生物很厉害,不过,它们的宿主,特别是我们人类,并非就处于劣势。本书以翔实丰富的材料,细述了人类在微生物研究领域取得的各类成就,以及前沿的探索方向。比如,科学家消灭登革热的方法,就是让蚊子染上沃尔巴克氏体,这可真是“釜底抽薪”的绝策呢!作者说,基因并不只是垂直传递,几十亿年来,细菌一直在进行基因的水平转移。经历一次次“悄无声息的革命”,微生物推动着生物演化,经过多次淘汰与选择,把好的变异保留了下来。所以,生物多样性至关重要,所有生命在符合自身利益的前提下会自发通过合作而运转,尽力达到整体的平衡。唯有如此,才能万象更新。

《我包罗万象》,北京联合出版公司2019年7月出版

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