很多时候,我们都以为我们所见即是世界。在显微镜发现之前,我们以为这个世界就是由这些我们肉眼可见的生物构成的。
荷兰人列文虎克在1674年发明了世界上第一台光学显微镜,在这之后他开始使用他的显微镜系统的观察身边的一切。他观察了动物的皮毛、苍蝇的头、木材、种子、鲸的肌肉、脱落的死皮、牛的眼睛等等,甚至还观察了一滴湖水,也正是在这一滴湖水了,他发现了一个全新的生机勃勃的世界——微生物的世界。后来列文虎克将自己的发现全部记录了下来,并将他的观察报告寄给了英国皇家学会。1680年,列文虎克,这位从未接受科学训练的布商,当选了英国皇家学会的院士。
即便列文虎克在17世纪已经用他的显微镜向人们展现了微生物的世界,但因为他始终不肯公布自己制作显微镜的方法,后人只能使用一些劣质的显微镜,而无法在他的基础上继续进行研究。直到一个半世纪之后,技术条件成熟后,人类才开始真正的探索微生物的世界。
美国知名科普作家埃·德扬在他的作品《我包罗万象》这本书里,向我们展现了一个丰富多彩的微生物世界。虽然人类从18世纪30年代之后就已开始研究微生物,但现在的我们依然对微生物充满了误解和偏见。而随着技术的进步和科学家们研究的深入,微生物世界与各种生命体之间神奇的“共生”关系被逐渐展现在世人面前。我们不该“谈菌色变”,我们需要的是正视它们与我们之间复杂的“共生”关系,为地球的美好未来共同努力。
埃德·扬是《大西洋月刊》的科学记者,他的作品还常发表在《美国国家地理》、《纽约客》、《自然》等众多科学媒体。他也因出色的生物医学报道和生命科学传播工作,于2016年分别荣获迈克尔·E. 德贝基新闻奖(Michael E. DeBakey Journalism Award)和拜伦·H. 瓦克斯曼奖(Byron H. Waksman Award),他曾经的博客“并不复杂的科学”(Not Exactly Rocket Science)曾于2010年荣获美国国家研究院凯克科学传播奖(National Academies Keck Science Communication Award)。
《我包罗万象》作者--埃德·扬
01.微生物“百害无一利”,真的如此吗?微生物可以导致很多疾病,比如流感、艾滋、麻疹、埃博拉、狂犬病、瘟疫和霍乱等等。正是因为这些少数的致病致死的微生物,让我们大多数人对微生物充满了恐惧和厌恶。各类清洁用品的广告词上都会主动宣传“可以消灭百分之多少”的细菌,我们看着广告上宣传的百分比的数字,就会认为这个清洁用品非常有效,可以*灭我们身边的各类细菌和病毒,没有了这些细菌和病毒,我们就不会生病。
而合适的清洁卫生的措施已经是公共卫生不容置疑的基本要求,这也的确减少了很多疾病的传染。然而很多时候,我们在清洁卫生这件事上似乎走过头了。过分的清洁使很多的有益微生物消失,这些有益的微生物消失会导致我们的免疫系统缺乏刺激和锻炼,反而会伤害我们的健康。
“发达国家的儿童们因为干净的环境避免了感染各类传染病,所以免疫系统缺乏‘经验’,变得过于‘神经质’。它们能在短期内更有效的保持健康,但对无害的触发物(如花粉)会产生过度的免疫应答。”那些可以“教育”我们的免疫系统的微生物,甚至是一些可以刺激我们产生抗体的寄生虫,自我们人类诞生起,就与我们相伴。但是近些年来,随着过度的清洁,它们在我们的生活中存在感越来越低,过犹不及,正是这种现象最好的概述。
02. 复杂而又微妙的“共生”关系,才是人类与微生物关系的常态人类与微生物的关系,远不是简简单单的敌我对立关系。我们与这些看不见的生物的关系复杂而微妙,科学家会用“共生”来形容这种关系。
提到“共生”这个术语,我们所接触到的各种信息会让我们以为这是一种积极的关系,但这不是自然界的真实面貌。在《我包罗万象》这本书中,埃德·扬告诉我们,“共生”并不一定利于合作,即使结果符合双方利益;它甚至会为最和谐的关系绑上导致冲突的定时炸弹。
人体中拥有可以消化紫菜的微生物--图源自《我包罗万象》
以与我们人类细胞共生的最基础的线粒体为例,所有的动物细胞都含有线粒体。它们是提供能量的动力工厂,而当它们出现在其它地方时,却会引起免疫系统的错误反应。当我们的一些细胞因为伤口或者擦破皮裂开,其中的一些线粒体片段会进入血液。这些线粒体片段依然保留了自古以来的细菌属性,当它们进入血液被免疫系统发现后,免疫系统会错误的认为体内发生了感染,并进而开始防御。如果损伤严重,释放了足够多的线粒体,那就有可能会导致全身性的炎症,这种全身性炎症反应综合征(SIRS)甚至会危及生命。
线粒体已经经历了20多亿年的驯化,而时至今日,人体在面对它时依然会错误地反应过度,这也正是我们人体与微生物复杂关系的一面。我们的微生物在一个器官中可能极其宝贵,在另一个器官中却可以变得危险异常。
自然界的“伙伴”关系都是如此,“共生”不是浪漫美好的友谊关系,每段共生关系之后都多少暗藏敌意,只有在合适的条件和环境里,才能维持互利的关系。
“微生物是地球上最古老的生物。地球到现在已经存在了45.4亿年,如果把这个星球的历史浓缩为1年,现在是12月31日,那人类本身也才存在了不到30分钟。恐龙直到12月26日之前还在统治世界,而在地球生命演化的大半段进程中,微生物都是唯一的存在形式。从这份虚拟日历的3月到10月,微生物都是地球上绝对的主角。”
我们不应该害怕、厌恶大部分的微生物,相反我们应该用开放的心态去珍惜、欣赏和研究它们。微生物是地球漫长历史的浓缩物之一,它们的世界有太多我们还没有看到、了解和研究透彻的内容。正如我们现在在努力保护各种濒危的野生动植物,在努力保护自然,做为这个大自然不可或缺的部分,我们也应该重新审视人类与微生物的关系,正确的看待它们。就像在埃德·扬在《我保罗万象》这本书里写到的,
“当我们开始了解我们的微生物群、我们的共生伙伴、我们内在的生态系统,以及我们包罗的惊人万象,每踏出一步都有机会创造新的发现。每一丛毫不起眼的灌木都在讲述令人难以置信的故事。世界上的每一个角落都存在数不尽的伙伴关系。这些合作伙伴从数亿年前就开始发挥作用,影响了我们已知的整个动植物世界。”
文/雪兔的碎念
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