本文作者:太子爺
地球的歷史始于45億年前,當時它是一塊灼熱的熔巖,沒有任何生命跡象,而在10億年后,海洋里充滿了自由活動的細胞。它們從簡單變復雜,最終形成了今天地球上的生物多樣性。
所有的生命形式和生命現(xiàn)象都依賴于原始海洋里形成的永恒法則:演化、競爭、和合作。
而地球上真正的主宰者,是我們?nèi)庋劭床坏降奈⑸?,也叫做細菌?/p>
環(huán)顧我們的四周,處處都有微生物在繁衍生息。微生物的生存是一部傳奇史詩,充滿著無窮無盡的沖突與合作。
它們占據(jù)了陸地、天空、水體的每一個角落,催生了化學反應,創(chuàng)造出生物圈。在近30億年的時間里,細菌是地球上唯一的生命形式,為細胞多生命的演化創(chuàng)造條件。
細菌制造了氧氣,催生了土壤,為海洋生態(tài)系統(tǒng)提供并維系了食物網(wǎng)。在漫長的歲月里,細菌不斷試錯,最終為我們創(chuàng)造了一個復雜而穩(wěn)定的反饋系統(tǒng)。這個過程無比漫長,卻勢不可擋。
為了理解浩瀚無垠的微生物世界,我們首先要了解一個概念,絕大多數(shù)的微生物都非常微小。100萬個微生物加起來也不過針眼大小。
但如果把地球上所有的微生物都聚攏起來,它們的數(shù)目將超過所有哺乳動物、鳥類、昆蟲、樹木等肉眼可見生命的總和。
沒有微生物,我們無法消化、無法呼吸,但如果沒有我們,世界上絕大多數(shù)的微生物將安然無恙。
嚴格說來,病毒算不上微生物,因為它們必須入侵并利用其他活細胞才能繁殖。世界上大部分的病毒入侵的是細菌細胞,而不是動物細胞,病毒和微生物的攻防戰(zhàn)已經(jīng)持續(xù)了數(shù)十億年。
曾經(jīng),在地球最深處的馬里亞納海溝,人們發(fā)現(xiàn)了活躍的微生物群落,其中細菌的數(shù)量是周圍海底平原細菌數(shù)量的10倍還多。大量的微生物隨著海上颶風飛上了高空,在天上參與形成了卷積云,然后作為核顆粒形成冰晶,促進降雪。
微生物既能改變天氣,又能影響氣候,還促進了營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)和污染物的分解。
在陸地上,微生物主宰著土壤和巖石。它使地球變得適宜人類棲居,也讓人類的工業(yè)得以發(fā)展,從發(fā)酵面包、釀酒到利用生物工程技術生產(chǎn)現(xiàn)代藥物,細菌的多樣性多到我們至今都無法完全了解。
細菌里有無數(shù)彼此競爭、互相捕食剝削的例子,同樣的,也存在無數(shù)協(xié)同合作的情況。
在40多億年的歷史演化中,細菌不斷分裂,新細胞不斷再生,這個過程最快的時候可以達到12分鐘一次,在這個近乎永恒的演進與變化中,新的細胞不斷出生、繁衍,漸漸占據(jù)了地球的每一個角落。
人體內(nèi)的微生物
而人體內(nèi)的微生物可不是由地球上的某些微生物隨隨便便組成的。
就動物的角度而言,從海綿動物到鳥類、兩棲動物、爬行動物,每一只海星、鯊魚、小狗、海豚、蜥蜴,都有自己的微生物群系,更何況是食物鏈頂端的人類了。
所謂我之蜜糖,彼之砒霜。
微生物和主人之間的共生關系,決定了每個人的體質(zhì)。白蟻能消化木頭,是因為它腸道里的細菌;牛能從草里汲取營養(yǎng),也是因為它們四個胃里的微生物。
而同作為哺乳動物,人類的基因和其他哺乳動物的基因相比,人類的微生物群系就像是整個家族樹的一部分。
據(jù)估算,人的身體由30萬億個細胞組成,容納了超過100萬億個細菌和真菌細胞。就在此時此刻,你身體內(nèi)70%-90%的細胞都不是人類細胞,而是微生物細胞,它分布在身體的每一處。
事實上,人類還在母親的子宮里的時候,體內(nèi)是沒有細菌的,但隨著分娩的進行,嬰兒的身體迅速被數(shù)以萬計的細菌占領。
所以人類的皮膚是一個巨大的生態(tài)系統(tǒng)。如果用顯微鏡湊近觀察,我們看似光滑的皮膚上更接近月球表面,到處都是環(huán)形山和溝壑。
不同的微生物在不同的地區(qū)生存,而何種微生物在哪里居住,就決定了這塊皮膚的膚質(zhì)。比如你的面部是不是油性的,你的腋窩是濕潤的,胳膊是干燥的。
在我們汗腺和毛囊里的微生物是獨特的,這些微生物有的靠死去的細胞為生,有的利用皮膚分泌油脂維持皮膚的濕度,有的負責抵御有害細菌和真菌的入侵。
人體內(nèi)最大的微生物聚集地是消化道,包括口腔。
口腔、牙齒、唾液和酶和細菌一起開啟了食物消化的第一步。食物離開口腔后,到達食管,進入胃部再到小腸最后到結(jié)腸。人類血液里的所有化學物質(zhì)都是由微生物活動產(chǎn)生的,細菌可以消化乳糖、合成氨基酸、分解食物里的纖維。
而微生物群系對人體最大的貢獻,在于為人類提供了免疫力。
人類的免疫力系統(tǒng)有三道。第一道是先天性免疫系統(tǒng);第二道是適應性免疫系統(tǒng);第三道就是微生物免疫系統(tǒng)。
人體內(nèi)的微生物系統(tǒng)化的合作分工,它們會共同抵御外來細菌的入侵。這就是為什么小傷口會愈合、被蚊子咬過的包包會消失。人類的健康安全是由系統(tǒng)化的微生物共同協(xié)作所產(chǎn)生的結(jié)果。
用達爾文的理論來解釋,人體內(nèi)的微生物對環(huán)境的適應速度決定了這個人在生活環(huán)境中的健康情況。
一直到人類發(fā)現(xiàn)了抗生素藥物的妙用。
抗生素的意義
從青霉素被發(fā)現(xiàn)開始,人類踏上了抗生素治療的旅程??股厥巧矬w的天然物質(zhì),一些細菌、真菌或者其他生物體想回利用抗生素對抗它們的對手,就像人類的戰(zhàn)爭一樣。
在微生物發(fā)展發(fā)展的數(shù)億年歷史中,它們利用各種抗生素在微生物之間發(fā)動了千千萬萬次戰(zhàn)爭。但他們的戰(zhàn)爭就和人類在冷兵器時代的戰(zhàn)爭,或是動物群體間的地域爭斗一樣,是一種自然演變的選擇,適者生存。
而人類發(fā)現(xiàn)抗生素藥物對于人體微生物系統(tǒng)的意義,和人類發(fā)明了原子彈一樣。人類把世界和平寄托在原子彈身上,把萬能靈藥的希望寄托在抗生素身上。
但問題在于隨著抗生素的使用越來越廣泛,如今人體內(nèi)的細菌已經(jīng)產(chǎn)生了越來越強的耐藥性,但新藥的開發(fā)卻跟不上節(jié)奏。當抗生素使用的越多,人體內(nèi)細菌的耐藥性就越快,在這種情況下,醫(yī)藥公司投資巨額資金開發(fā)新藥已經(jīng)得不償失了。
這就像在大自然的食物鏈中由蜜蜂和花的互相協(xié)作,在公共社會關系中,人類數(shù)千年的歷史文明演變告訴我們,和諧共處的秩序尤為重要。有破壞者就要有維護者,有死亡就有新生,這是社會文明得以繼承演變的生存系統(tǒng)。
電影《美麗心靈》講述的是約翰·納什的故事。在電影中,約翰·納什提出的博弈論為社會合作提供了新的視角,解釋了為什么協(xié)同演化的體系更喜歡選擇遵守規(guī)則的個體。
就像是一場游戲,如果游戲里的每個人都遵守規(guī)則,那么大家都會在游戲里獲益;如果其中有人作弊,結(jié)果往往是game over。
全球變暖是我們對自然生態(tài)系統(tǒng)破壞的警覺,而我們身體內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)曾經(jīng)因為解決了競爭和合作間的根本沖突,讓我們得以健康生活。
我們已經(jīng)對達爾文的“物競天擇,適者生存”的演化理論耳熟能詳。
達爾文認為在所有的物種中,每一個個體之間都存在著差異,從鳥類到人類,無一例外。大自然總是會選擇更能適應環(huán)境的個體,讓他們存活下來。達爾文的理論同樣適用于微生物。
也適用于我們生存的世界,我們自出生就開始形成的微生物體系是經(jīng)過漫長演化的產(chǎn)物,但如今過度的抗生素和人工干預自我們出生就開始。
在這種情況下,我們世代傳襲下來的微生物群系,或許已經(jīng)走上了前途未卜的現(xiàn)代道路......
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