本书作者埃德·扬,是美国《大西洋月刊》的科学记者,他的作品常见于《美国国家地理》、《纽约客》、《连线》等众多科学媒体。
这本《我包罗万象》一出版就跻身2016年备受关注的百本图书之一,《华尔街日报》《科学》杂志联袂推荐此书。
一、微生物如何影响动物的生长发育:
1、刺激幼体发育:牡蛎、华美盘管虫等海洋生物的幼体必须遇到特定细菌的刺激才能长大。没有细菌的参与,它们就无法完成生命周期。
2、帮助身体再生:扁形虫身体切断后有再生能力,这是依靠细菌锁住能量。只要有足够多的细菌,不管切断哪里都能再生,而唯一不能再生的部位是不含细菌的头部。
3、激活动物基因:小白鼠体内的多形拟杆菌能激活小白鼠自有基因,促进吸收营养、分解毒素、建造血管、创建成熟细胞等等身体机能。如果让小白鼠在无菌环境下生存,肠道将无法充分发育。
4、打造免疫系统:微生物能平衡人体中的炎症细胞和抗炎细胞,甚至某些单一微生物的分子也能改善人体免疫功能。
二、微生物如何帮助动物获得生存本领:
1、在深海中提供能量:生活在不见阳光的深海管虫没有嘴和消化系统,靠体内细菌分解海水中的硫化物供给能量。这种能量获取方式打破了人们原有的认为一切生命都由阳光提供能量的认识。
2、延缓叶片枯萎: 蛾子幼虫体内的沃尔巴克氏体可以释放激素,阻止苹果树叶变黄枯萎,使幼虫有足够的时间在叶片中蜕化成蛾。如果消灭了沃尔巴克氏体,叶片就会迅速凋零,里面的幼虫也会随之死去。
3、交换基因:细菌之间可以交换基因,迅速获得某种本来没有的基因性状,并使它所寄生的动物也获得相应的性状。比如二斑叶螨是解毒高手,但它身上的解毒基因都不是自己原生的,而是来自细菌。当它准备吃掉某种植物时,它体内原有的细菌就可能找到一个带有解毒基因的细菌,并整合到自己的基因中,于是就能凭空解锁一套新的解毒本领。
人类本来没有可以消化海苔的基因,但是海洋里的佐氏菌有。日本人在食用海苔时吞下了佐氏菌,佐氏菌进入肠道,将消化海苔的基因传递给了肠道中的拟杆菌,而大人又将肠道微生物遗传给孩子,日本人就具备了消化海苔的能力。
三、微生物如何操控动物的行为:
1、使动物丧失恐惧:弓形虫以猫为最终宿主,当它感染了老鼠时,会让老鼠失去对猫的恐惧,主动接近猫。人感染了弓形虫也会变得热衷猫尿的气味,甚至让人在自虐时产生快感。
2、操控动物的性生活:沃尔巴克氏体只通过动物的卵子传播,它能干扰黄蜂、幻紫斑蛱蝶等动物的雄激素分泌,或杀死雄性,或使雄性转变为雌性,好让这种细菌有更多的卵子来传播。它还能操纵受精状态,让只有感染了沃尔巴克氏体的卵子才能成功受精,否则受精机率将大大降低。
3、创造新的物种。吉氏金小蜂和长角丽金小蜂虽然长得一模一样,可由于携带不同的沃尔巴克氏体菌株,产生了生殖隔离,无法交配繁衍。而当用抗生素除掉这些沃尔巴克氏体时,生殖隔离就弥合了,杂交后代就能存活下来。这两种金小蜂原本可能是一个物种,由于沃尔巴克氏体,它们变成了两个物种。
四、人类如何利用微生物:
1、粪便移植术:感染了艰难梭菌的病人肠道中的微生物被破坏殆尽,普通疗法难以奏效。但将健康人的粪便搅拌粉碎输入到病人的肠道中后,却能快速、彻底治愈,成功率高达94%。
2、防控传染病:埃及伊蚊能传播登革热。科学家发现有一种沃尔巴克氏体可以让蚊子对登革热病毒产生抗性,于是将沃尔巴克氏体植入一批蚊子体内,并释放到野生蚊群中,利用沃尔巴克氏体专门通过卵来传播的特性,让感染了这种细菌的蚊子逐渐替代野生蚊子,创造出一批抗登革热的蚊子种群,阻止了登革热的传播。
3、母乳喂养:母乳中富含的人乳低聚糖(HMO)不被宝宝吸收,而是专门喂养婴儿肠道中的婴儿双歧杆菌。当婴儿双歧杆菌消化HMO时,会释放出短链脂肪酸,喂养婴儿的肠道细胞,密封肠道细胞的间隙,制造调整免疫系统的抗炎分子等等。如果婴儿双歧杆菌得到的是其他乳糖,也能生存下来,但却不能很好地发挥作用。
人类断奶后,需要食用纤维素来继续喂养细菌。纤维素需要多种微生物帮助分解,反过来也促进了肠道微生物的多样性。现代人食用过多的精加工食物,破坏了纤维素,降低了肠道微生物的多样性,进而让人体面临着健康的风险
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