生命的岛屿

Leptinotarsa decemlineata ）是土豆田里的主要害虫，以植物为食；植物受到伤害后会分泌防御物质，而叶甲的唾液中恰好含有一种可以抵消这类物质的细菌。天竺鲷是一种体表带有斑马纹的鱼，它们携带着一种发光细菌，用以吸引猎物。蚁蛉是一种捕食性昆虫，长着可怕的颌部；它们咬到猎物后会通过唾液中的细菌分泌一种毒素，使猎物动弹不得。某些线虫会向昆虫体内注入有毒的发光细菌，杀死后者；11 还有些线虫会掘进植物细胞的内部，用从微生物里“偷”来的基因捣乱，给农业造成巨大的损失。
==========
其实要认识这种合作关系的重要性，最简单的方法就是想象没有它们的状况：那样的世界会变成什么模样？如果这个星球上所有的微生物都突然消失，好处是不会再有传染病，许多害虫也会挣扎着死去。不过仅限于此。牛、羊、羚羊、鹿等食草哺乳动物都会纷纷饿死，因为它们完全依赖于体内的微生物来分解所食植物中的坚韧纤维。非洲草原上的兽群会消失。白蚁也同样依赖于微生物提供的消化功能，所以它们也将消失。而以白蚁为食的大型动物，以及寄住在白蚁堆里的其他动物也会不复存在。食物中一旦缺少细菌来补充所需的营养物质，蚜虫、蝉，以及其他吸食植物汁液的昆虫也将灭亡。许多深海蠕虫、贝类等都依赖于细菌提供维持生命的能量，如果没有微生物，它们也会死去，黝黯深海世界中的整张食物网都会崩溃。浅海的情况不会好太多。浅海中的珊瑚必须依赖于微型藻类和极其多样的细菌才能生存；没了微生物，它们将变得尤为脆弱。曾经壮观的珊瑚礁会受到腐蚀并褪得惨白，所有仰赖于它们而存在的其他生命也将受到威胁。
==========
微生物学家杰克·吉尔伯特（Jack Gilbert）和乔什·诺伊费尔德（Josh Neufeld）认真地开展过这个“如果没有微生物，地球会怎样”的思维实验，12 他们得出如下结论：“我们预计，只需一年左右的时间，食物供应链就会彻底瘫痪，人类社会将完全崩溃。地球上的大多数物种会灭绝，而幸存下来的物种，其数量也将大大减少。”
==========
一个遭到霍乱侵袭的成年人，就像被外来蛇类入侵的关岛。没有人是一座孤岛？① 事实并非如此：从细菌的角度看，每个人都是一座岛屿。
==========
事实上，每个人更像是一条岛链。身体的每个部位都有自己的微生物群，就像加拉帕戈斯群岛的各座岛屿上都分布着特有的乌龟和雀类。人体皮肤上的微生物主要有丙酸杆菌、棒状杆菌和葡萄球菌，在肠道中居主导地位的是拟杆菌，阴道中的则是乳酸杆菌，霸占口腔的是链球菌。每个器官的不同部位也分布着不一样的微生物。生活在小肠开端的微生物和直肠中的大有不同。牙菌斑沿牙龈线分布，而牙龈线上方和下方的也有所不同。就皮肤而言，面部和胸部“油田”里的微生物、腹股沟和腋下的微生物，以及占据前臂和手掌上干燥“沙漠”的微生物，都千差万别。说到手掌，右手和左手只有1/6的微生物是相同的。19 同一个人不同身体部位之间的差异，远甚于不同人同一部位之间的比较结果。换言之，你前臂上的细菌和我前臂上的差不了太多，但如果和你自己嘴里的相比，那可就差远了。
==========
这些都是微生物领域正在试图回答的深刻问题。我会在本书中告诉大家，我们已经在这条探索之路上走了多远；如果能彻底了解并操控微生物，我们将拥有多么广阔的前景；以及，要实现这个愿景，我们还必须做什么。我们现在已经意识到，这些问题只能通过收集小块数据来回答，就像达尔文和华莱士在极富革命性的远航中所做的那样。“集邮”很重要。“即使达尔文的日记只是一部科学游记，其中只遍数了丰富多彩的生物和地点，根本没有提出什么演化理论，”戴维·奎曼写道，22 “这个理论也终会降临。”在理论诞生之前，我们需要收集、分类、编目，需要付出各种艰苦劳动。罗布·奈特解释道：“面对一片未知的新大陆，你若想了解这里‘为什么’会有这些东西、它们为什么在这儿，首先你需要找出它们在哪儿。”
==========
为什么某些微生物生活在某些动物体内，却没有生活在人体内？或者，某种微生物为什么生活在少数几个人身上，而不是每个人？再或者，为什么某种微生物生活在某些身体部位，而没有分布在其他部位？为什么我们会看到现在这样的微生物模式？这些模式是怎样形成的？微生物如何找到并进入宿主？伙伴关系是如何确立的？开始共生后，微生物和宿主怎样改变彼此？如果打破这种合作关系，它们会如何应对？ 这些都是微生物领域正在试图回答的深刻问题。我会在本书中告诉大家，我们已经在这条探索之路上走了多远；如果能彻底了解并操控微生物，我们将拥有多么广阔的前景；以及，要实现这个愿景，我们还必须做什么。我们现在已经意识到，这些问题只能通过收集小块数据来回答，就像达尔文和华莱士在极富革命性的远航中所做的那样。“集邮”很重要。“即使达尔文的日记只是一部科学游记，其中只遍数了丰富多彩的生物和地点，根本没有提出什么演化理论，”戴维·奎曼写道，22 “这个理论也终会降临。”在理论诞生之前，我们需要收集、分类、编目，需要付出各种艰苦劳动。罗布·奈特解释道：“面对一片未知的新大陆，你若想了解这里‘为什么’会有这些东西、它们为什么在这儿，首先你需要找出它们在哪儿。”