2016年度最佳科学图书

“我曾无比崇敬地观察过许多微小的动物。”伽利略在显微镜前发出如此感慨。如同望远镜,显微镜并不是伽利略的发明,但却在他的手中起到了革命性的作用。他对在细胞内的宇宙中启示性的发现被日渐认为和他在天文学的发现一样重要。同他对宇宙的激进修正相比,其人类重要性的观点接受起来更缓慢而勉强。

英国科学作家和微生物阐述者艾德·杨(Ed Yong)在《包罗万象的我:人体内的微生物和更宏大的生命观》中对微生物多层面的重要性做出探讨。此书精彩的内容和优美的语言正如同题目中引用的惠特曼的诗歌——杨超越肉眼能见的世界,向我们展示那些被禁锢在人类驱壳中的生物惊人的复杂性。

2016年度最佳科学图书

德国生物学家欧内斯特·海克尔的微生物绘作

画家艾格尼丝·马丁(Agnes Martin)说过一句脍炙人口的话——“人生中最美好的事情总是发生在你独处的时候。”而杨则提出了一个富有生物学诗意的对应面:我们从未真正独处。他写到:

我们即使独处时,也并非形影相吊。我们的存在建立在“共生”上——这个词完美地描述不同生物共同和谐生存的现象。有些动物在还是受精卵的时候就已经是微生物的宿主,有些动物则在出生时结识它们的第一个“小伙伴”。我们的一生都与它们结伴同行。我们共同进食,共同行走。我们死后它们便吃掉我们的驱壳。我们每个人的身体都是一个动物园——一个在封闭的个体内的菌群,一个多物种的合集,一个完整的世界。

……

动物学本质上其实就是生态学。如果我们不理解动物与微生物之间的共存,就不可能理解动物学。不理解其他物种的微生物菌群如何与它们相互影响,就无法理解我们自己的微生物菌群与我们的共生关系。我们需要把视线拉远,从宏观的角度观察整个动物界,同时也要把视图放大,从微观的角度观察生物个体内隐藏的生态系统。

当我们观察甲虫和大象,海胆和蚯蚓,或我们的父母与朋友时,我们看到的是由一个个大脑操控,通过一套完整的基因组运行,以一堆细胞的形式存在的个体。然而这是个美好的假象。事实上,我们每个人都是一个团队。我们永远是“我们”,而非“我”。

微生物在4.54万亿年前就统治着“我们人类”的地球,而且人类本身就是从微生物演化而来——这两点就足以让我们对它们心生崇敬。但微生物让我们崇敬和欣赏之处还远不只这些。首先,它们是最先能够通过光合作用自食其力的生物。它们掌控着整个星球的碳、氖、硫、磷循环系统。它们遍布地球的每一个角落,并且能在极其恶劣的环境中存活——从炙热的海底热液喷口到冰冷的云端。它们物种的多样化丰富到你左手和右手上的微生物群都不一样。

然而最让人叹为观止的——至少在人类这个唯我主义的物种看来——是微生物对我们在生理上甚至心理上方方面面的影响。杨向我们提供了这种微生物主导现象的一个横截面:

微生物菌群的功能比我们身体上的任何一个器官都要全面无数倍: 人类细胞一共携带20000-25000个基因组,而微生物菌群携带的基因组数量大约是我们的500倍。它们丰富的基因加上频繁的进化让其成为生化反应的能手,对任何挑战都能快速适应。它们为我们的消化系统助上一臂之力,让我们得以吸收那些我们自身无法获取的营养物。它们生产我们饮食中没有的维他命和矿物质,并分解我们体内的毒素和有害的化学物质。它们通过分泌抗菌物质或直接消灭对人体有害的菌种让我们免于感染。它们的分泌物还能影响我们的体味。微生物对我们有着至关重要的作用,甚至可以说它们承包了我们身体的大量功能。它们释放出的物质和信号操纵我们器官的生长;它们教会我们的免疫系统如何识别敌友;它们和神经系统的发育息息相关,甚至能够影响我们的行为。微生物对我们的身体有着深刻而广泛的影响,它们无处不在。如果无视微生物,我们看待生命的方式就是坐井观天。

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