《我包罗万象》｜微生物视野下的生命场景。
核心书摘
《我包罗万象》是一本关于微生物的科普书，但又不仅仅只是在讲微生物，透过微生物，作者埃德·扬把我们带到了另外一个我们从未踏足的神奇世界：微生物视野下的生命场景。我们将跟随作者以“微生物之眼”的形式重新认识生命体之间的共生关系。在每个自成“动物园”的人体之上，微生物能塑造器官、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。我们可以通过本书重新认识人类过往对很多古老共生关系的破坏，同时见证当下各行各业努力构建新型共生关系的谨慎尝试。也许，是时候用沃尔特·惠特曼的诗句改写奥逊·威尔斯的“我们孤独地出生，孤独地活着，又孤独地死去”了，在离不开与微生物的共生互动之中：“我辽阔博大，我包罗万象。”
关于作者
埃德·扬，《大西洋月刊》的科学记者，目前在美国华盛顿特区工作。作品常见于《美国国家地理》、《纽约客》、《连线》、《自然》、《新科学家》和《科学美国人》等众多科学媒体。曾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. 德贝基新闻奖和拜伦·H. 瓦克斯曼奖，博客“并不复杂的科学”也曾于2010年荣获美国国家研究院凯克科学传播奖。
本书鲜知
学什么？领略微观生命现象，揭开生物与微生物之间共生的谜底
费氏弧菌令夏威夷礁坪中的短尾乌贼闪烁微光，可是移除细菌后的短尾乌贼纵然能继续生存，却无法走向完整的成熟——微生物如何影响了动物的发育？幽门螺杆菌的退场意味着胃溃疡和胃癌患者的减少，可它们的消失又可能导致胃酸反流和食管癌患者的增加——微生物带来的好处、坏处，哪个更重要？
《我包罗万象》为我们描述了微生物在生活中的角色，虽然它们常常隐而不现，只有当我们被因它们而起的疾病击倒时，才会猛然意识到微生物的存在。因此，人们常常给微生物冠以恶棍之名，直到今天仍然容易谈菌色变。可事实上，在我们的生命历程中，微生物不仅从未缺席，而且必不可少。作者不仅在书中讲述了关于微生物的各种故事，还向我们介绍了众多正在研究微生物的科学家。这些前沿信息传递出了科学家们揭开自然新奥秘的第一手兴奋与激动，也生动展现了本就遍布起伏的科研历程。
你还会发现
· 微生物的生存历史；
· 微生物的特异功能有哪些；
· 如何利用微生物的特性造福社会。
一、微生物的前世今生
首先，我们来看看本书的第一个重点内容：微生物的前世今生。
微生物这个词我们经常听说，那它到底指什么呢？百度百科的解释是：微生物是细菌、病毒、真菌以及小型原生生物的总称。个体微小到肉眼不可见，和生物共存，赋予甚至决定生物的生存能力。
别看微生物小，但它们在这个世界上的生存历史，可比任何生物都长。到底有多长呢？打个比方说，我们居住的地球，已经存在了45.4亿年，如果用虚拟日历把整个地球的进化历史浓缩成一年，再假设现在是一年的最后一天的最后一秒（也就是12月31日23时59分），那么人类是在30分钟之前才刚刚出现。顺着地球演化史往前推，恐龙一直到12月26日还在统治世界，地球在12月上旬才演化出了被子植物和哺乳动物，植物在11月占据陆地，10月伊始，多细胞生物才出现。
那么，微生物是什么时候出现的呢？
它们在3月份就来了！从3月到10月，微生物是地球上唯一存在的生命形式，是地球上绝对的主角。
它们看不见，也摸不着，生机勃勃地在微观世界里默默存在了数十亿年，终于在某一天，机缘巧合下，它们暴露在了人类的视线中，第一个发现微生物的人类是荷兰人安东尼·列文虎克。
列文虎克是个小杂货店老板，业余时间喜欢钻研磨制玻璃镜片的技艺，水平相当高，在当时几乎没人比得上。他是一个好奇心特别强烈的人，没事干总喜欢拿着磨好的镜片观察动物皮毛、苍蝇的头、脱落的死皮和木材、种子等所有他能想到的东西，而且乐此不疲。
1632年的一天，列文虎克忽然灵机一动用手中的镜片观察了一滴湖水，瞬间，一个充满生命的陌生世界呈现在他眼前，成千上万的微小生物在镜头下舞动。这个发现，让列文虎克的好奇心一发不可收拾，他开始收集屋顶、井口、运河、海边甚至口腔里的一切液体，痴迷地观察着镜头下无数蜷曲、伸展、不停转圈或者迅速移动的奇妙生物。
没有上过大学，也从没接受过科学训练的小商人列文虎克，直到1676年，才把观察到的东西报告给了英国皇家学会，这让生物学家意识到，原来，还有大量生命在人类肉眼看不到的地方存在，远远超出人类的感知范围。列文虎克的这个发现，揭开了一个崭新的微生物世界。
不过，最初微生物给人留下的印象可不太好，可以算得上是十恶不赦了。
先是法国的微生物学家路易·巴斯德发现细菌会让酒变味、让肉腐烂，让蚕生病，蚕这么一病，法国的整个丝绸行业都差点瘫痪了。
紧接着，德国的细菌学家罗伯特·科赫，验证了炭疽[jū]病、麻风病、淋病、伤寒、肺结核、霍乱、白喉和鼠疫等这些给人类造成巨大灾难的疾病，都和微生物脱不了干系。
于是，灭菌技术就被强制应用到医疗实践中，细菌学成为一门应用学科。而研究微生物的目的就是要驱除或者消灭它们，为了实现这个目的，人类发明了抗菌素。
好在，还有一些没有盲从的生物学家，依然孜孜不倦地扩展研究领域，最终揭示了微生物的另一个真相。这里面的领军人物，就是发现了微生物的列文虎克的同乡贝杰林克。贝杰林克对疾病不感兴趣，他专注地研究自然条件下的微生物。他发现寄生在植物根部的细菌可以固定空气中的氮，并且源源不断地输送给植物。要知道，氮可是合成叶绿素的主要成分，这意味着这种细菌的存在，促进了植物的生长，也从植物体内获取碳水化合物，细菌和植物之间形成了相互依赖的合作伙伴关系。
到这里，“共生”的概念浮出水面，微生物和宿主生物（为寄生生物提供生存环境的生物）之间互惠互利，都为对方的生存提供帮助，微生物的口碑也开始逐渐好转。
后来，在科学家不断地探索中，关于微生物的正面报道越来越多，比如：细菌可以发酵酒和乳制品，还可以分解腐烂的有机物，让营养物质重新融入自然循环等等。
随着研究的不断深入，科学家们逐渐意识到，细菌不仅是有益于宿主，甚至还是一些宿主生存的必备条件。
为了证明这一点，科学家们做了很多实验，最有名的要数无菌小白鼠实验了。
科学家在无菌环境里饲养小白鼠。这些小白鼠和其他小白鼠外观看起来没有任何不同，但是生长速度却很缓慢，寿命也明显缩短了。把小白鼠解剖后发现，在无菌环境中长大的老鼠，内脏和免疫系统都存在发育的缺陷，如果放到外部环境中，根本没有办法存活。这个实验证明，细菌对小白鼠的发育成长起着至关重要的作用。无菌小白鼠的例子，让人类重新认识了微生物对于生物成长和存活的价值。
最终，科学家们对微生物给出了客观的评价，他们说：“没有所谓好微生物或坏微生物，这种简单的标签不足以描述自然界万千微生物和宿主间千丝万缕的紧密联系。所有的微生物都拥有双重身份，既是寄生体，更是宿主的合作伙伴。”
到这里，人类依赖高科技手段，开启了对微生物世界不断的探索，一个个让人叹为观止的真相被揭开，一幅幅瑰丽的图景展现在世人眼前。
二、微生物的广阔舞台
在了解了微生物被发现的历史之后，接下来，我们一起看看本书的第二个重点内容，探究一下微生物究竟在怎样广阔的空间里，呈现着它们的“特异功能”，那些我们习以为常的现象背后，隐藏着怎样妙趣横生的微观世界？
微生物数量的庞大，超出我们的想象。据估计，每个人身上大约有100万亿个微生物，其中大部分生活在我们的肠道里，而银河系大约有1000——4000亿颗恒星，也就是说，区区一个人类肠道里微生物的数量，就远远超过了银河系的天体数量。
上天入地，到处是微生物的舞台。
斑头雁可以携带微生物飞跃喜马拉雅山脉，象海豹能裹挟微生物潜入马里亚纳海沟（位于菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底，全长2550千米，平均宽70千米，大部分水深在8000米以上），就连寂静千年的北极圈冰层里，也有微生物的存在，因为如果没有微生物来充当凝结核（物质从气态转化为液态或固态的凝结过程中，或从液态转化成固态的凝结过程中，起凝结核心作用的颗粒。），雨雪就没办法凝聚成形。
除此之外，自然界中的很多“怪相”也和微生物有关。
憨态可掬的小考拉，为什么总喜欢让妈妈背着？原来小考拉一般在六个月的时候才会断奶，在这之前它把鼻子和嘴巴拱着母亲的后背摩擦，母亲就会分泌出一种半流质体让小考拉吞下，这种半流质体里富含细菌，能帮助小考拉断奶后消化坚韧的桉树叶。
狼蜂把卵留在地洞里九个月自然孵化，虫卵为什么能不生病？原来母蜂在产卵后封口的时候，会分泌出一种链霉菌，这种霉菌能保护储备着食物的巢穴，科学家们发现，一旦把链霉菌移除，几乎所有的狼蜂幼虫都在一个月之内死去。伟大的狼蜂妈妈可以说是比人类更早地利用了抗菌素。
在小学的生物课上我们就知道了牛有四个胃，这是因为牛能吃吗？肯定不是，其实这四个胃是为了让微生物有充足的时间来分解树叶和稻草而扩容出来的“发酵室”。有这样的胃肠特征的动物还有很多，比如大象、马、犀牛、兔子、大猩猩和猪，他们的“发酵室”在肠道的尽头，被称为“后肠发酵室”；而牛、鹿、绵羊、袋鼠、长颈鹿、河马还有骆驼，把发酵室放在胃的前面，叫“前肠发酵室”。植物性食料从一个胃转移到另一个胃，在各种各样酶的催化下，大分子变成小分子，小分子变成氨基酸，来帮助消化和吸收。当然微生物也会从中获取些养份来养活自己。
陆地上的动物、植物都离不开微生物，那么在海洋里又是什么情况呢？接下来我们要讲的例子一定会让你惊叹。
1977年，一艘载着三名科学家的潜水器，沉入加拉帕戈斯群岛水域。那里属于版块交界处，海床上喷涌着炙热的岩浆，温度高达400°C，有2400米深海的水压，科学家们都认为这种恶劣的环境下不可能会存在生命。
但事实恰恰相反，那里聚集着丰富的生命，雪白的虾和蟹，大簇大簇的蛤蜊[gé lí] 和贝类，还有一种一人高的巨型蠕虫，没有嘴，没有内脏，也没有肛门。这样的生物怎么生存呢？
答案就是微生物帮它维持着生命。科学家发现，这种蠕虫体内每克组织里大概有十亿个细菌，这种细菌富含可以处理硫化物的酶,恰好可以分解火山活动区域海水中丰富的硫化物，从而供给蠕虫所需要的养分。
经过研究，科学家们发现，这片海域里所有的生物体身上，都携带着可以和硫化物或甲烷进行化学合成的微生物，本以为是寂静一片的深海，没想到深海下一片生机盎然。
当然微生物不仅在动植物身上起作用，在人类身上，也处处展现着它们的奇妙之处，接下来，我们就看看微生物是如何促进人类繁衍生息的。
我们都知道，现在医院都在严格控制剖腹产的比例，而且还鼓励母乳喂养，其实之所以有这样的规定，也和微生物有关。
母亲的子宫是无菌环境，出生婴儿的免疫系统就像一张白纸，接触的第一波微生物菌群，可以说对孩子一生的健康都影响深远。
当自然分娩的时候，婴儿第一口吸进的是母亲产道里的大量微生物。这些微生物在婴儿无菌的消化道和肺部“安营扎寨”，然后形成多样化的菌群，产生多种抗体。如果婴儿通过母亲的腹部切口出生，那么起始的微生物都来自母亲的皮肤和医院的环境。统计表明，剖宫产的婴儿更容易患上过敏、哮喘和肥胖的症状。顺产婴儿的免疫力更强，而且这种免疫力能维持到成年。所以剖腹产的孩子和自然分娩的孩子相比，相当于在健康上输在了起跑线上。而且，非母乳喂养可能还会加剧这些问题。
听到这里可能有人会问，是不是因为母乳中拥有更多的养份，可以弥剖腹产婴儿没在产道里获得微生物的遗憾？其实这只说对了一半，母乳喂养的确能给孩子带去必要的微生物，但对于婴儿来说，那是不可吸收的养份。研究发现，人类的母乳中拥有200多种叫做 HMO 的多糖，这种多糖婴儿本身是没办法吸收的，母亲花那么多精力分泌出HMO，其实是为了喂养婴儿肠胃里的细菌，这种细菌食用HMO之后，能帮助婴儿的胃肠更好地生长。所以，母乳喂养的婴儿消化能力更强，患上腹泻、痢疾的概率也比较低。
只是顺产和母乳喂养这样的动作和选择，就为孩子一生的健康夯[hāng]实了第一波微生物的基础。
各种机缘巧合，渐渐异化、进化、分类以及大自然的鬼斧神工，造就了如今千姿百态、数不胜数的微生物菌群，在已知或者未知的角落，发挥着举足轻重的作用。人类目前对微生物的探知只不过是冰山一角，更漫长的探索之路还在继续。
三、人类对微生物探索的脚步从未停止
科学家们继续进行着大量的科学实验，希望能掌控微生物的特性，造福人类。
研究工作充满了不确定性，所以有些成果会产生让人啼笑皆非的用途。
最典型的是催肥素。科学家发现，在给出生的幼鼠喂食特别的、微量的抗生素后，这些药物会改变小鼠肠道里的微生物，让那些能从食物中获取能量的菌群快速生长。于是，老鼠就变胖了。科学家又把这种胖老鼠肠道里的菌群移植到无菌小鼠体内，结果受体小鼠的体重也开始增加。
所以20世纪五十年代，全球各地的农民们都开始用含有这种抗生素的饲料喂养家畜，于是一头头肥猪就这样诞生了！
除了研究出催肥素之外，科学家们还研发出更多的成果来对抗人类的疾病。
于是，全世界传播最广的疾病丝虫病，有了治愈的克星；抗生素被广泛用来对付各种炎症；益生菌的广告也是扑天盖地，要通过乳酸制品改造出健康的肠道。
这期间还诞生了一种奇葩、有效又经济的治疗方案，就是我们开篇提到的“粪便移植”。
“粪便移植”被发现的经过是这样的。
说是一位叫丽贝卡的女性一直遭受腹泻的折磨，仅八个月的时间，体重就降到了25公斤，不得不穿着成年纸尿裤成天坐在轮椅上。医生已经确诊了造成这种病情的罪魁祸首是一种叫“艰难梭菌”的微生物，但这种菌因为有着超强的抗药性，医生也束手无策。丽贝卡几乎绝望了，为了恢复肠道菌群的平衡，她不得不同意医生尝试把他丈夫的粪便粉碎后，通过结肠镜放到她的结肠里。让她和医生都没有想到的是，在输送一天之后，丽贝卡就停止了腹泻，持续治疗一个月后，丽贝卡肠道里的艰难梭菌踪迹全无，后来她竟然痊愈出院了。
这个成功的案例引起了医生们的高度关注，医生们发现，通过志愿者招募实验，粪便移植的治愈率高达94%。即使人们仍然对这种方法持怀疑态度，但在临床实践中，这种疗法已经从看似怪异的替代疗法转变成主流疗法。主要应用在治疗肥胖、自身免疫性疾病以及精神健康问题上。
其实，早在1700年前，中国中医里就已经出现了类似粪菌移植的治疗手段。
东晋时期的葛洪，是历史上著名的医学家、炼丹家，他写出了我国第一本急症医学书籍《肘后备急方》，这本书从字面意思上看，就是一本能随身携带的应急书。书里记录了非常多救急用的方子，这些方子都是他在行医、游历过程中收集、筛选出来的，他特意挑选了一些容易弄到手的药物，即使非要花钱才能买到，也不会特别贵，普通百姓也都承担得起，这改变了以前的救急药方不好懂、药物难找、价钱昂贵的弊病。
葛洪的《肘后备急方》里记录的治疗方法是非常科学的，甚至可以说他是我国历史上第一个发现了微生物的有利作用、用微生物来治病的医学家。《肘后备急方》中记载了一个类似于狂犬病的病症，说是人被疯狗咬了，受不得一点刺激，只要听到一点声音就会抽搐痉挛。在当时那个年代，这种疯狗病是没法治的，葛洪就想，疯狗咬人，一定是狗嘴里有毒物，从伤口侵入了人体，让人中了毒。既然这样，能不能用疯狗身上的毒物来以毒攻毒治这种病呢？于是他把疯狗抓来杀死，取出狗的脑子，敷在病人的伤口上。果然有的人就没有再发病了，剩下一些人，虽然发了病，也比以前轻得多。葛洪对狂犬病采取的预防措施，可以称得上是免疫学的先驱了。
除此之外，《肘后备急方》里，还记载了一种和我们刚刚提到的“粪便移植”类似的治疗方法，这种方法简单说就是用粪清治疗食物中毒和严重腹泻，书中是这么说的：“绞粪汁，饮数合至一二升，谓之黄龙汤，陈久者佳”，这话翻译成白话文就是把粪汁搅拌均匀，再往里面加入一-二升泉水，静置保存，这粪水就叫黄龙汤，放得时间越久，治疗效果越好。虽然这方法和现代的粪便移植法类似，但当时的葛洪并不知道粪水之所以有效是粪便中的细菌在发挥作用。
虽然，这样的描述多少让人有些接受不了，但这种情况在自然界中可不少见。很多动物都有食粪性，它们奋勇吞食彼此的粪便和排泄物，就是为了从中获得更全面的微生物菌群。很多草食动物的幼崽，比如大象、河马、考拉、熊猫等，也会吃母亲的粪便，因为这些动物幼崽的消化道里没有相应的微生物来分解纤维素，只能从母亲的粪便中摄取。
除了研究出直接作用人体的各种生物制剂外，微生物的研究还实现了体外干扰，通过阻断疫情传播渠道来预防疾病，典型案例就是对登革热的防控。
登革热是一种通过蚊子传播的疾病，这种病会引起发烧、头疼、皮疹、严重的关节痛和肌肉疼，登革热在我国海南省非常常见。
平常人们会采用驱虫剂或者悬挂蚊帐的方法来防止蚊虫叮咬，但这并不能从根本上杜绝登革热的传播。
后来，澳大利亚的奥尼尔发明了一种反常规的方法来预防登革热。奥尼尔发现，沃尔巴克氏体（一种在自然界节肢动物体内广泛存在的、能经过卵传递的细胞内共生菌）可以阻止蚊子携带登革热病毒。于是他就在实验室里饲养了大量的蚊子，让它们稳定地感染沃尔巴克氏体。然后，他把这些蚊子定期投放在居民区，两个月大约释放了30万只蚊子。
蚊子本身也不擅长长途飞行，所以在之后的短短四个月时间里，抗登革热的蚊子几乎取代了实验地区全部的原生蚊子。
这是历史上第一次，科学家通过改变野生昆虫种族阻止它们向人类传播疾病。
在一代代科学家的努力下，微生物研究取得了一个又一个让人欣喜的成果。
想象一下，也许在未来的某一天，你被失眠困扰去看医生，医生给你开了一种细菌，这种细菌可以安定神经系统；然后你觉得自己胆固醇也有些高，于是医生又给你添加了一种微生物，制造分泌降低胆固醇的化学物质。这时，医生发现你尿液中还有些炎症，所以又给你开了一种释放抗炎分子的微生物。最后，你带着一颗定制的细菌药丸满意地离开，这颗药丸会重塑你身体里的菌群平衡，你也会很快恢复健康。
当然，目前微生物的研究和应用,还仅仅是微观世界的冰山一角。就像微生物学家杜博说的：“人类目前识别出的细菌只是全部微生物中很小的一部分。在这个生机勃勃的崭新世界里充满无限可能，人类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。”
所以作者埃德·扬在书中乐观地预言：“每一个人类个体都是一个广袤的世界，我们并不是孤独地出生，又孤独地去，在和微生物亲密无间的共生互动中，我博大辽阔，我包罗万象！”
总结
以上就是《我包罗万象》这本书的主要内容，在这本书里，作者埃德·扬尝试带领我们用微生物的视角去看世界，他告诉我们，换个角度，一切就变得如此不同！自然界的植物、动物和人类都不是单独存在的，从诞生的那一刻起，就和微生物相伴，成为共生关系，微生物在我们看不见的世界里，协助着我们生存，也倚仗着我们生存。
正所谓“一沙一世界,一花一天堂”，《我包罗万象》这本书改变了我们对微生物、对自己、对地球的认知。这个世界比我们看到的、知道的更奇妙、更有趣、更让人大开眼界。
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（语音、文字、图片部分来自今今乐道APP和网络，老农整理）