条款与条件

理查德·斯陶特海默（Richard Stouthamer）发现了一组进行无性生殖、实际上全为雌性的黄蜂，它们完全通过克隆来繁殖。这种特性正是拜细菌沃尔巴克氏体所赐：当斯陶特海默给黄蜂用抗生素杀死细菌后，雄性又突然出现，不同性别的个体再次开始交配。蒂埃里·里戈（Thierry Rigaud）在木虱中发现了一种细菌，它会干扰雄激素的产生，从而把雄性转化为雌性——而这种细菌，也是沃尔巴克氏体。在斐济和萨摩亚，格雷格·赫斯特（Greg Hurst）发现，美丽的幻紫斑蛱蝶的雄性胚胎总是被一种细菌杀死，从而使得雌雄比超过了100∶1。这里的罪魁祸首，还是沃尔巴克氏体。也许具体种类不完全一致，但这些与赫蒂希和沃尔巴克在他们抓到的蚊子中找到的微生物大致相同，只是版本不同罢了。2 这种细菌所采用的全部策略都不利于雄性，因为沃尔巴克氏体只能通过动物的卵把自己传递到下一代宿主，而精子太小，容纳不下它们。雌性给了它们通向未来的车票，雄性只会带着它们走入演化的死胡同。所以，沃尔巴克氏体演化出了许多方法，欺骗雄性宿主，扩大雌性群体占有的地盘。它像赫斯特的蝴蝶一样杀死雄性，或者像里高的木虱一样使雄性变成雌性，甚至可以像斯陶特海默的黄蜂一样允许雌性无性繁殖，完全排除雄性存在的必要。这些手段都不是沃尔巴克氏体独有的，但它是唯一能够用全这些策略的
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到了秋天，如果你有机会去到欧洲的苹果园，便能见证沃尔巴克氏体最惊人的用处。在苹果树黄橙相间的叶片上，你可能会发现一些绿色的斑点，仿佛在对抗季节性的枯萎。这是斑幕潜叶蛾制造的结果，它的幼虫住在苹果树的叶片里，且几乎都携带着沃尔巴克氏体。微生物在这种昆虫体内释放激素，阻止叶片变黄枯萎。它们让幼虫拖慢秋天的脚步，给自己足够的时间蜕化成蛾。如果消灭了沃尔巴克氏体，叶片便会凋零，里面的毛虫也会随之死去。
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诸如互助、共生、共栖、病原体或寄生虫等标签，并不完全指一种固定的身份，更像是代表了当下的一种状态，与饥饿、清醒、活着类似；抑或是一种行为，比如合作或战斗。它们是形容词和动词，而不是名词：它们描述的是两个伙伴在何时何地如何彼此关联。
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一些细胞会因为伤口或擦破了皮而裂开，其中的线粒体片段便会溅入你的血液。要知道，这些片段仍然保留了它们自古以来的细菌特性。你的免疫系统发现它们后，会错误地认为体内发生了感染，于是会建立起强大的防御机制。如果损伤严重而释放出足够多的线粒体，那就可能导致全身性炎症，而这种全身性炎症反应综合征（SIRS）甚至会危及生命。10 SIRS 比最初的伤口更糟糕。荒唐的是，线粒体已经历经了20多亿年的驯化，而人体再面对它时依然会错误地过度反应。
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这些原则很容易被遗忘。我们喜欢非黑即白的叙事，英雄与恶棍泾渭分明。过去几年，我见证了从“所有细菌必须被消灭”到 “细菌是我们的朋友，希望它们帮助我们”的转向。但是后者与前者是同一种错误的一体两面。我们并不能因为某种特定的微生物生存在我们体内，就简单地假设它是“好”的。甚至连科学家有时也会忘记这点。“共生”这一术语原有的意义已经扭曲，其原本的中立含义“共同生活”被注入了积极色彩，浅薄地暗示着合作与和谐的内涵。但这不是演化的真实面貌，它不一定利于合作，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。
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微生物可以很容易地从有益的盟友转换为致命的威胁，一切都取决于它们身处何方。所以许多动物体内设置了屏障，把微生物团团围住。
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几乎所有动物都使用黏液来覆盖暴露在外的身体组织。对人体而言，这些组织包括肠道、肺、鼻子和生殖器；对珊瑚而言，黏液几乎覆盖了所有地方。这些黏性物质是一道物理屏障。黏液由黏蛋白大分子构成：每个分子都由蛋白质构成一条主链，然后分出千万个糖分子分支。这些糖允许多个黏蛋白缠结在一起，形成一片密集、几乎不可渗透的荆棘丛，这一道黏液长城能够阻止有害微生物穿透并进入身体。如果这道防线还不足以构成威慑，那么身体会派出病毒严加看守。 看到病毒二字，你可能会想到埃博拉、艾滋病毒或流感病毒：它们导致疾病，是臭名昭著的恶棍。但大多数病毒主要感染和杀死微生物。它们便是噬菌体，顾名思义，就是细菌吞噬者。它们长有犄角的头部由细长的腿支撑着，好似搭载阿姆斯特朗的“阿波罗”号登月探测器。一旦接触细菌，它们便会把自己的 DNA 注入其中，把该微生物变成制造更多噬菌体的工厂。最终，它们会以致命的方式从微生物宿主中释放出来。噬菌体并不感染动物，其数量也远大于感染动物的病毒。人类肠道中数以万亿计的微生物，能支持数以千万亿计的噬菌体。
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几年前，罗威尔团队的成员杰里米·巴尔（Jeremy Barr）注意到，噬菌体特别喜欢黏液。在一般环境下，细菌细胞和噬菌体的比例大致是1∶10。23 而在黏液中，这个比例达到了1∶40。在人类的牙龈、小鼠的肠道、鱼皮、海生蠕虫、海葵和珊瑚中，噬菌体也差不多以4倍于宿主的比例存在着。试想象，成群结队的噬菌体，伸长
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以哺乳动物的肠道为例。其上覆盖了两层黏液：内层非常致密，直接覆盖在上皮细胞上；外层则相对松散。外层的黏液中充满了噬菌体，但也能令微生物在此立足、建立繁荣的菌落，形成一片丰饶之地。相比之下，致密的内层只含有非常少的微生物，这是因为上皮细胞会向这个区域喷射充足的抗菌肽（AMPs）——这种小分子“子弹”能够驱逐侵入其中的微生物。它们创造了罗拉·霍珀口中的“非军事区”：一个紧靠肠道内衬的区域，微生物不能在此定居。25 如果有任何微生物能成功地穿过黏液、噬菌体和抗菌肽的重重防守，并偷偷地穿过上皮细胞——不必高兴得太早，因为另一边还有一个营的免疫细胞等着吞噬并销毁它们。这些免疫细胞不只停驻在一边，而是会十分主动地穿过上皮细胞去检查另一侧的微生物，仿佛透过栅栏的板条向另一边窥探。它们一旦在“非军事区”发现细菌，就会马上开始实施抓捕，再把它们带到另一边吃掉。吃多了这些不守规矩的“犯罪分子”，免疫系统也就愈发清楚哪些细菌会在黏液中逗留，从而可以提前制备抗体，准备其他合适的对策。26 黏液、抗菌肽和抗体也会左右人体决定哪些微生物可以留在肠道中。27 科学家培育了一种或多种缺失这些成分的突变小鼠，它们体内的微生物会变得不正常，通常会患上某种炎症性疾病。所以，肠道的免疫系统并不是一道不加鉴别的屏障，它不会随意击倒任何正在接近的微生物，而是有选择地施加控制。它的反应很活跃：例如，许多细菌分子刺激肠细胞产生更多黏液；细菌越多，肠道就变得越坚固。同样地，肠细胞接收到细菌出没的信号时会释放抗菌肽，它们并不会持续朝 “非军事区”扫射，而是等目标靠太近时才开火。28 你可以把这个过程视为免疫系统对微生物组的校准：微生物越多，免疫系统就阻击得越猛烈。或者你也可以说，微生物也在校准免疫系统：触发免疫系统的反应，为自己创造一个合适的生态位，同时置竞争对手于不利之境。如果你认为我们最常见的肠道微生物在不断地适应、力争与免疫系统共存的话，那么后一种看法更能解释问题。传统观点认为，免疫系统就是要摧毁那些致病微生物，然而上述种种提供了截然不同的见解。当我写作本书时，维基百科仍然把免疫系统定义为“由一系列生物体结构和生理机制组成的疾病防御系统”。③ 免疫系统的激活是因为它探测到了病原体的存在：视其为威胁，然后清除。然而对许多科学家而言，防止病原体入侵只是一项额外技能。免疫系统的主要功能是管理我们与体内常驻微生物的关系：更关乎平衡和良好的管理，而不是防御和破坏。
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30 人们通常认为婴儿此时的免疫系统尚不成熟，但事实并非如此，是它故意给微生物敞开了一扇可以自由进入的窗口，让后者得以生存生长。但是，没有免疫系统的选择能力，哺乳动物的婴儿如何确保获得正确的微生物菌群呢？ 母亲会帮助他们。母乳中富含控制成年人微生物菌群的抗体，婴儿通过母乳摄取这些抗体。
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每种哺乳动物都会分泌乳汁，但出于某种原因，人类的母亲混合出了一种特殊的母乳——截至目前，科学家已经识别出了200多种人乳低聚糖，简称 HMO 。32 这是人乳中继乳糖和脂肪后的第三大组成部分，它们理应是婴儿成长过程中丰富的能量来源之一。 但是，婴儿并不能消化它们。 杰曼第一次听说人乳低聚糖时，简直目瞪口呆。为什么母亲要耗上大量能量制造这些复杂的物质，但没办法为婴儿消化，也因而无助于其成长？为什么自然选择没有淘汰这种吃力不讨好的做法？线索在这里：这些低聚糖能够完好无损地通过胃和小肠，最后抵达大肠——那里生活着大多数细菌。那么，低聚糖也许并不是给婴儿的食物，而是给微生物的食物？
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婴儿双歧杆菌占据地盘，也赚取相应的回报。它消化 HMO 时，会释放短链脂肪酸（SCFAs）喂养婴儿的肠道细胞。因此，当母亲用母乳滋养这种微生物时，后者也会反过来养育婴儿。通过直接接触肠道细胞，婴儿双歧杆菌还刺激它们制造黏附蛋白，密封肠道细胞间的间隙，另外也会制造调整免疫系统的抗炎分子。这些变化，只在婴儿双歧杆菌食用 HMO 而生长时才会发生。如果它得到的是其他乳糖，那么也能生存下来，但不会参与和婴儿细胞相关的任何互动。它只有在接受母乳喂养时才能释放出全部的有益潜能。同样，对一个孩子而言，母乳可以提供的所有好处也必须经由婴儿双歧杆菌才能实现。36 因此，与杰曼合作的微生物学家大卫·米尔斯（David Mills），实际上是把婴儿双歧杆菌视为母乳的一部分，尽管这一部分并不由乳房分泌。
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在所有的哺乳动物中，人类的母乳脱颖而出：它含有的 HMO 种类是牛奶的5倍，数量更是后者的几百倍之多，就连黑猩猩的母乳也远不及人乳丰富。没有人知道为什么会存在这种差异，不过米尔斯提供了几种可靠的猜想，其中一项与我们的大脑有关。以人类这样的灵长类动物而言，与我们的身长相比，大脑的尺寸可以说非常惊人，而且其快速生长阶段主要集中在我们出生后的第一年内。这种快速生长，部分取决于一种名为唾液酸的营养物质，而它恰巧也是婴儿双歧杆菌食用 HMO 时所释放出来的。如果好好喂养这种细菌，母亲的确可能喂养出更聪明的宝宝。这可能解释了，为什么与独来独往的猿猴相比，社会性强的猿猴，其母乳中的低聚糖含量更高，所含种类也更多样。如果生活在更大的群体中，个体需要记住更多的社会关系、管理更多的伙伴关系、与更多的对手过招。许多科学家认为，这些需求驱动了灵长类动物的智力演化，也许也促进了 HMO 的多样发展。 另一种猜想与疾病有关。病原体可以很容易地从一个宿主跳到另一个宿主身上，所以群居动物需要保护自己免受传染病感染。HMO 提供了这样一道防御机制。当病原体感染我们的肠道时，它们几乎总是第一时间缠住附着在肠道细胞表面的多糖。但是，HMO 与这些肠道中的多糖具有惊人的相似之处，因此病原体有时会转而缠住它们。它们可以作为诱饵，转移攻击婴儿自身细胞的火力。它们可以阻止一连串在肠道内为非作歹的 “坏菌”：沙门氏菌（Salmonella ）、李斯特菌（Listeria ）、霍乱弧菌（Vibrio cholerae ，导致霍乱的罪魁祸首）、空肠弯曲菌（Campylobacter jejuni ，细菌性腹泻的最常见诱因）、痢疾内变形虫（Entamoeba histolytica ，一种凶残的变形虫，会引起痢疾，每年致死10万人），以及许多大肠杆菌强毒株。它们甚至可能阻止艾滋病毒——这也许解释了，为什么大多数携带 HIV 病毒的母亲用母乳喂养时不会感染婴儿，尽管母乳本身携带病毒。每当有 HMO 存在时，即使科学家散播了病原体，培养出来的细胞也总是毫发无损。这有助于解释，与用奶粉喂养的婴儿相比，为什么用母乳喂养的婴儿更少发生肠道感染，以及其体内为什么存在这么多种 HMO。“这是有原因的，因为只有足够多样的 HMO 才能针对包括病毒和细菌在内的不同病原体，”米尔斯表示，“我认为，这种惊人的多样性为我们提供了一整套保护措施。”
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母乳到底是什么？杰曼是对的：它远不止是一袋化学成分；它同时滋养着婴儿和婴儿双歧杆菌。这是一个初步的免疫系统，可以防止更邪恶的微生物入侵。母亲正是通过这种方式，从第一天开始就确保宝宝能交上正确的伙伴。39 母乳帮助宝宝为迎战未来的生活挑战做好准备。
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从短期来看，它们相安无事；但从长期来看……谁知道呢？如果霍奇金氏菌继续分裂成越来越小的碎片，而且所有碎片都至关重要，那么整个菌群将陷入难以置信的危险境地，一处细微的损失就可能令整体走向灭亡。“这就像眼睁睁地看着火车撞得粉碎，或是目睹一起放慢镜头的灭绝事件，”麦卡琴说道，“它让我对共生有了不同的看法。”他之前总是把共生视为一种积极的力量，认为共生能为合作伙伴提供好处与机会，但现在却发现它也可以是一个陷阱，合作伙伴在依赖共生的过程中变得越来越脆弱。麦卡琴的前导师南希·莫兰（Nancy Moran）称这是一个“演化的兔子洞”（《爱丽丝漫游仙境》中的隐喻），意思是，这是“踏上了一场不可逆转的旅程，进入了一个非常奇怪的世界，普通的规则均不再适用”。47 一旦合作双方不慎跌入兔子洞，二者都很难再度逃离。洞的底部没有奇迹 ，等待它们的只有灭绝。