我包羅萬象檢視原始碼討論檢視歷史
 |
內容簡介
微生物視野下的生命圖景全紀錄
令馬克·扎克伯格與比爾·蓋茨讀到愛不釋手的自然新史
關於人類與微生物的矛盾衝突、共生合作與多邊聯盟
《紐約時報》2016年備受關注的100本圖書之一
我不是『我』，『我』從未獨自存在
☆費氏弧菌令夏威夷礁坪中的短尾烏賊閃爍微光 ，可是移除細菌後的短尾烏賊縱然能繼續生存，卻無法走向完整的成熟——微生物如何影響了動物的發育？
☆沃爾巴克氏體會採用「厭男」手段把雄性黃蜂個體趕盡殺絕，轉身又會保護蒼蠅、蚊子免受病毒侵擾——微生物究竟是宿主的朋友，還是敵人？
☆幽門螺桿菌的退場意味着胃潰瘍和胃癌患者的減少，可它們的消失又可能導致胃酸反流和食管癌患者的增加——微生物帶來的好處、壞處，哪個更重要？
在人類的生活史中，微生物常常隱而不現，只有當我們被因它們而起的疾病擊倒時，才猛然意識到微生物的存在。因此，人們常常給微生物冠以惡棍之名，直到今天仍然容易談菌色變。可事實上，在我們的生命歷程中，微生物不僅從未缺席，而且必不可少。放眼萬物，斑頭雁遷徙飛躍喜馬拉雅山時帶着微生物，象海豹潛入深海時也攜有微生物。當尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林登上月球時，他們踏出的一小步既是人類的一大步，也是微生物的一大步。
本書將帶領我們以「微生物之眼」重新認識生命體之間的共生關係。在每個自成「動物園」的人體之上，微生物能塑造器官、防禦疾病、消化食物、馴化免疫系統、指導行為，並賦予我們各種神奇的能力。讀者可以通過本書重新認識人類過往對很多古老共生關係的大意破壞，同時見證當下各行各業努力構建新型共生關係的謹慎嘗試。
也許，是時候用沃爾特·惠特曼的詩句改寫奧遜·威爾斯的「我們孤獨地出生，孤獨地活着，又孤獨地死去」了。在離不開與微生物的共生互動之中：「我遼闊博大，我包羅萬象。」
名人推薦
太有意思了……埃德·揚接連拋出一個又一個令人嘖嘖稱奇的微生物學洞見。《我包羅萬象》展現了科學報道所能達到的絕佳水準。
——比爾·蓋茨
遠超驚奇。這本妙書不僅會改變你對世界的認識，還會改變你對自己的認識。
——海倫·麥克唐納，《海倫的蒼鷹》（H is for Hawk）作者
埃德·揚把微生物對萬物生命運作的影響寫得扣人心弦。《我包羅萬象》將改變你對自己與其他所有事物的認知。
——伊麗莎白·科爾伯特，《大滅絕時代》作者
正如其他所有偉大的科普作品所能對讀者產生的影響，《我包羅萬象》也不例外。你會變得突然不認識眼前的這個世界，重新開始認知周圍的一切。埃德·揚通過生動的故事與精湛的解釋，為你賦予「包羅萬象」的觀察之眼。
——卡爾·齊默，《演化的故事》作者
埃德·揚是很有天賦的科學作者。《我包羅萬象》作為他的第一部圖書作品，以清晰的論述、雄健的筆力和詼諧的筆調，涵蓋了微觀世界的絕大部分領域。他以極具感染力的熱情傳遞出了他對微生物所持有的熱情。
——《紐約時報·書評》
他神奇地把濃厚的人文關懷填充進科學細節之間。妙趣不斷。
——《華爾街日報》
一本令人愉悅的趣書……他不僅講述了關於微生物組的各種故事，還向讀者們介紹了眾多正在研究微生物的科學家。這些前沿傳遞出了揭開自然新奧秘的第一手興奮與激動，也生動展現了本就遍布起伏的科研歷程。
——《科學》
★第二屆中國自然好書獎·年度國際作品獎
★第十五屆「文津圖書獎」推薦圖書
★《紐約時報》2016年備受關注的100本圖書之一
★豆瓣2019年度科學·新知 No.8
作者簡介
埃德·揚是《大西洋月刊》的科學記者，目前在美國華盛頓特區工作。他的作品還常見於《美國國家地理》《紐約客》《連線》《自然》《新科學家》和《科學美國人》等眾多科學媒體。他因出色的生物醫學報道和生命科學傳播工作，於2016年分別榮獲邁克爾·E. 德貝基新聞獎（Michael E. DeBakey Journalism Award）和拜倫·H. 瓦克斯曼獎（Byron H. Waksman Award），他曾經的博客「並不複雜的科學」（Not Exactly Rocket Science）曾於2010年榮獲美國國家研究院凱克科學傳播獎（National Academies Keck Science Communication Award）。埃德曾經在TED發表關於控制意識的寄生蟲的演講，目前已獲得150多萬的觀看量。
譯者鄭李，筆名李子，科學松鼠會成員，科普作者、譯者。畢業於北京大學、倫敦政治經濟學院，目前在佐治亞理工大學從事科學、技術與社會學研究。
原文摘錄
翻看一篇篇相關論文，想從中找出基礎紮實的研究可是件苦差事。幸運的是，一個名為科克倫協作網（ Cochrane Collaboration）的非營利組織在專門開展這項工作。這個在業界聲望頗高的協作組織，會使用系統化的方法核查醫學研究。根據他們的判斷，益生菌可以縮短傳染性腹瀉的發作期，並減少由抗生素治療引起的腹瀉風險。它們也可以拯救壞死性小腸結腸炎患者的生命，那是一種可怕的腸道疾病，會影響早產兒的健康。好了，益處列到這裡為止。相比於社會上對益生菌的炒作，它的真實效果並沒有那麼神乎其神。現在仍然沒有明確的證據表明益生菌能夠幫助治療過敏、哮喘、濕疹、肥胖、糖尿病、相對常見的炎性腸症類型、自閉症，或者任何其他與微生物組有關的疾病；目前尚不清楚，是否是微生物組的變化產生了這些有益效果。 如果有益的物種填充了這些生態位，危險的物種便不能侵入，如此多樣的微生物群落只要簡簡單單地存在，就可以搭建起封鎖疾病的網絡。這種效應便是定植抗性。……海洋變暖、海水酸化和富營養化破壞了它們（珊瑚）與微生物之間的夥伴關係，使菌群變得不正常或貧瘠，也使珊瑚更易飽受疾病困擾，也許可以說，正是這種關係的破壞導致了疾病的產生。 藻類在珊瑚礁上茂密生長時，會產生大量的DOC，並為珊瑚的微生物提供充足的食物。這些藻類糖通常會沿着食物鏈向上流動……但是如果鯊魚死亡，這些糖類就不再為魚類供能，而是滯留在食物鏈的底層，成為微生物細胞的組成部分。微生物大快朵頤，因為爆炸性地增長而消耗完了周圍的氧氣，也繼而窒息了珊瑚。（P97） 生態失調……它不意味着某個個體不能抵抗某種病原體，而意味着共生的不同物種（宿主和共生體）之間出現了溝通問題；它把疾病重塑成了一個生態問題。（P100） 在過去的半個世紀，我們通過提高衛生標準、開發抗生素、結合現代飲食，逐漸把「免疫恆溫器」的標準調得更高，結果導致我們的免疫系統在無害的東西面前也變得十分「暴躁」，比如灰塵、食物中的分子、體內的常駐微生物，甚至是我們自己的細胞。……這便是衛生假說及其衍生學說的言下之意：接觸更廣泛的微生物種群可以改變生物體內的微生物組，並抑制過敏性炎症（P111）。 飽和脂肪能滋養各種可能導致炎症的微生物。……膳食纖維則具有相反的效果……細菌分解纖維素時會生成一種化學物質，短鏈脂肪酸。這些物質會聚集並激活大量的抗炎細胞，使反應過度的免疫系統恢復平靜。
書評
微生物究竟是什麼？ 在通常人的印象中，微生物是一種壞東西，我們所患的多數疾病都有它的功勞，不論是常見的感冒、腹瀉，還是罕有的創傷弧菌感染，嚴重的霍亂和鼠疫，這些疾病的罪魁禍首無一不是微生物。
鼠疫改變了世界，哪怕到了近代，鼠疫依然是一個麻煩
如果不藉助顯微鏡的話，我們大部分人都沒法直接看到它們的樣子。我們只會注意到它們帶來的影響。我們能感受到腸胃發炎時的絞痛，也能聽到不受控制的巨大噴嚏聲；我們的肉眼看不到結核桿菌，但我們能看到結核病人咳出的血絲；我們看不到鼠疫桿菌，但是卻能見證它創造的血淋淋的大屠殺。它們造成了太多的傷害，為我們的記憶刻下了不可磨滅的文化傷痕。許多人依然把微生物視為病菌，認為它們會給人類帶來唯恐避之不及的疫病，所以必須不惜一切代價地嚴密防治。
但微生物真的就如此十惡不赦麼？
答案很簡單，如果我們按下一個按鈕，消滅了整個地球上所有的微生物，那麼隨着微生物們一起消失的，將會是整個地球上所有的生命。
地球已經存在了45.4億年，如果我們把整個星球的歷史濃縮為一年，那麼你讀到這篇文章的時候是12月31日，午夜的鐘聲即將敲響（很幸運，人類已於9秒前發明了火藥），人類本身也才存在了不到30分鐘。恐龍直到12月26日前還在統治世界，12月上旬才演化出了被子植物與哺乳動物，植物於11月才占據陸地，10月伊始，多細胞生物才出現。
3月份它們就來了！從3月到10月，微生物是地球上唯一存在的生命形式，是地球上絕對的主角。我們所熟知的那份進化的畫卷，不是在一張白紙上起筆的，在我們到來之前，微生物已經改變了這張紙。作為後來者，我們的每一步都是在這個基礎上創造的。
海洋里還有很多生物在進行着光合作用
在我們到來之前，細菌肥沃了土壤，分解了污染物，驅動了地球表面的碳、氮、硫、磷循環，把這些元素轉換成了可以為動植物利用的化合物，再分解有機體，把這些元素送回各路循環。
在我們到來之前，微生物通過光合作用利用太陽能，成為地球上第一批能自己製造食物的有機體。微生物把氧氣作為代謝廢氣排出體外，徹底且永久地改變了地球的大氣組成。多虧了微生物，我們才能生活在一個富含氧氣的世界中。直到今天，我們呼吸的氧氣至少有一半都貢獻自海洋中能進行光合作用的細菌；此外，微生物還能固着同等數量的二氧化碳。
有人認為，我們正處在所謂的人類世，即一個新的地質時期，因人類活動對地球造成的巨大影響而得名。其實也可以用相同的邏輯聲明，我們現在依然身處微生物世：該時期始自生命曙光乍現之時，將一直持續到生命消逝為止。
但微生物的世界我們用肉眼是看不到的。還好有埃德·揚，他能夠展示給我們看。
如果說美國最著名的科學傳播者，可能非埃德·揚莫屬。他是《大西洋月刊》的科學記者，作品也常見於《美國國家地理》《紐約客》《連線》《自然》《新科學家》和《科學美國人》等眾多科學媒體。因出色的生物醫學報道和生命科學傳播工作，埃德·揚在2016年分別榮獲邁克爾·E. 德貝基新聞獎和拜倫·H·瓦克斯曼獎。
埃德·揚有一隻以他的姓命名的查島鴝鶲，他在自己的博客上寫過一篇關於查島鴝鶲的文章，講述查島鴝鶲的保育。查島鴝鶲會把卵產在鳥巢邊緣，進而導致卵容易摔碎。保育人員為了降低這種現象導致的損失，會將邊緣的卵送回鳥巢中心，但是他們想不到的是，這種行為導致具有邊緣產卵行為的雌鳥大大增加，這直接影響了保育的效果，當查島鴝鶲的種群逐漸恢復以後，保育人員就將它們的產卵交給了大自然來定奪。因為這篇文章，有一隻查島鴝鶲得到了「揚」的名字。
作為新一代科學寫作的佼佼者，埃德·揚能夠將複雜的科學為題講得深入淺出，這一次他將介紹的對象對準微生物，獻出了一份美味又好消化的科學大餐，這就是《我包羅萬象》。
《我包羅萬象》到底講了什麼？
微生物與我們的關係到底是什麼？
微生物無處不在，正如前面說到的，我們往往意識不到微生物和我們的互動。
我們都是真核生物，不論物種間差距多大，所有真核生物的細胞都擁有相同的基本結構。這種細胞內的所有DNA都包裹在一個細胞核內，這也是「真核」之名的由來。細胞內部的「骨架」為細胞提供支撐，同時把分子運往各處。細胞內部還含有形如大豆的線粒體，為細胞提供能量。
植物與動物的共性就在於，都是真核細胞
但你有所不知的是，真核生物的誕生是一個偶然。在某個決定命運的時刻，一個細菌不知為何忽然被另一個古菌吞併，失去了自由身，永久地困在了古菌內部，就此才產生真核生物。古菌在這裡提供了真核細胞的基本架構，而細菌則最終轉變成了線粒體。
所有的真核生物都起源於那一次改變命運的結合。這也解釋了為什麼我們基因組中的許多基因繼承了古菌的特徵，而另一些基因則更像是細菌的，以及為什麼我們所有的細胞中都含有線粒體，以及線粒體為什麼有自成一套的遺傳物質。
被吞噬的細菌改變了一切，它們為細胞提供更多能量，讓真核細胞長得更大、聚集更多的基因、變得更加複雜。這個過程就發生在文章最開始那個虛擬日曆的7月份。我們就在這樣的一個世界上誕生與進化。
對我們而言，微生物實在太渺小了，把幾十個微生物並排放在一起，寬度還不及一根頭髮的直徑。一顆小小的針尖，就能為數百萬微生物提供廣闊的舞台。
對我們而言，微生物又太全能了，一個人的細胞大約攜帶了2萬到2.5萬個基因，而人體內的微生物基因數量是這個數字的500多倍。基因的多樣性加上極快的演化速度，使微生物成為生物化學領域的專家，能夠適應任何可能出現的環境變化。對於微生物而言，我們的身體就像《工作細胞》所繪製的那樣，有着多種多樣的環境，時刻處於風雲變幻之中。
對細胞而言，身體些微的變化就是巨變
其實，對於和我們共生的微生物而言，也是一樣
在這裡，微生物幫助我們消化食物，並釋出我們在其他地方很難得到的營養
在這裡，微生物能生產我們無法通過食物獲取的維生素和礦物質，還能分解有毒有害的化學物質
在這裡，有利於人體健康的微生物會利用數量優勢擠走有害的微生物，或者分泌殺滅後者的化學物質，從而保護我們
在這裡，微生物產生的物質會影響我們身上的氣味
更重要的是，微生物是我們生命中不可或缺的存在，我們把許多生命運作環節都「外包」給微生物處理
微生物指導我們身體的構建，通過釋放分子和信號引導器官形成
訓練我們的免疫系統，教會後者區分敵我
影響神經系統的發育，甚至可能影響我們的行為
可以說，一旦忽略了微生物，我們認識自己的視野就像通過鑰匙孔窺看一樣狹窄。而大門裡面正是我們自己的瑰麗圖景。
這是一幅怎樣的瑰麗圖景？ 《我包羅萬象》就是這樣一把打開大門的鑰匙。打開大門我們可以知曉人類與微生物結盟的起源，見識到它們通過打破直覺的方式形塑我們的身體與日常生活，以及我們保證它們正常運作、保持與它們合作的小竅門。
我們將會看到，人類如何因為一時的疏忽而打破了與微生物之間的和諧關係，而這又會如何破壞人體的健康。
我們將探究如何通過調控微生物來修復這些問題，從而造福人類自身。我們也會讀到許多科學家的故事，這些快樂、充滿想象力且無比勤奮的人，把自己的生命投入研究微生物的事業之中，即使面對蔑視、解僱和失敗也不輕言放棄。
除了關注人類，我們還將看到整個動物界的壯美，我們會發現，這個世界比以往所知的更加奇妙。過去，偉大的博物學家為我們記錄下了現在廣為人知的自然志，而《我包羅萬象》將是一部全新的自然志，在過去的基礎上更深入地揭示自然的奧秘。
我們會看到，微生物如何賜予動物非凡的能力、提供演化的機遇，甚至改變基因。比如戴勝，它們有着鋤頭一樣的喙和虎皮一樣的羽色，其尾脂腺能分泌出一種富含細菌的油腺，塗布於蛋的表面；這其中含有可以產生抗生素的細菌，能防止有害的微生物穿透蛋殼，從而保護裡面的雛鳥。河豚渾身是刺，吸入空氣會全身膨大；它們會利用一種細菌來特製體內的河豚毒素，這種毒素十分致命，試圖捕食它們只有死路一條。天竺鯛是一種體錶帶有斑馬紋的魚，它們攜帶着一種發光細菌，用以吸引獵物。蟻蛉是一種捕食性昆蟲，長着可怕的頜部；它們咬到獵物後會通過唾液中的細菌分泌一種毒素，使獵物動彈不得。
這本書為什麼叫《我包羅萬象》？ 在某些層面上講，「我包羅萬象」並不是一個好的書名，咋一聽這個書名語焉不詳，主題也不甚明了，如果你了解這個名字背後的奧妙的時候，你一定會拍案而起，稱口叫絕。
當我們通過微生物去觀察動物世界的時候，即使面對再熟悉的生活場景，也會獲得驚奇的新發現。當鬣狗在一株草上摩擦它尾部的腺體時，微生物便為它寫下了「自傳」，供其他鬣狗閱讀。當貓鼬媽媽用母乳餵養幼崽時，微生物正在它們的肚子裡建立一個全新的世界。
當犰狳吸滿一口螞蟻囫圇吞下肚後，它其實還攝入了一個由上萬億細菌組成的微生物群體，後者也反過來為犰狳提供能量。生病的葉猴或人類，很像一片藻類過多而富營養化的湖泊，或是一塊雜草肆虐的草場—是生態系統出了問題。
與這些動物類似，我們的生命受到了強大外力的影響，但是這外力正居於我們體內：與我們相比，成萬上億的微生物是如此不同，但又在很大程度上與我們融為一體，它們影響着我們的氣味、健康、消化、成長、甚至那些我們曾經以為是我們獨立發展的特性，其實都是這些微生物與我們互動的複雜結果。
這就提出了一個全新的問題，我們該如何定義個體呢？
從解剖學角度出發，個體就是一個特定「身體」的主人，而你不得不承認，微生物也和這個身體共享同一空間。也可以從發育的角度來定義，一個個個體起源於一顆受精卵，但是這個定義顯然是不準確的，因為如烏賊和斑馬魚等動物不僅在自身的基因調控下塑造身體，其體內的微生物也發揮了重要作用—這些動物在無菌條件下無法正常成長。
從生理學角度提出定義，個體由各種組織與器官組成，整體的運作仰賴於各部位的良好配合。的確是這樣，可是又如何用這一定義去解釋昆蟲的生命運作呢？它們必須依靠細菌和細菌宿主分泌的酶才能共同製造出維持生命運轉的營養物質，而這些微生物的確是整體的一部分，而且是不可或缺的一部分。
如果從遺傳學角度提出定義呢？那麼個體就是由一組擁有相同基因的細胞構成的整體，可是推廣到所有物種上時依舊會面臨局限。
這些問題歸根結底，都指向同一個答案：微生物的存在都顛覆了我們過往認知中的「個體」概念，它們甚至進一步塑造了每個個體的獨特性。你的基因組很大程度上與我的一樣，但我們的微生物組可能迥異（病毒組的差異更大）。
在這個視角再看我們自己，那不就是「我包羅萬象」甚至是「我就是萬象」嘛。 [1]