​《我包罗万象》作者：埃德·扬

微生物是地球上的绝对主角

先来问大家一个问题：你觉得，在地球的众多生物中，谁才是其中的主角呢？

貌似统治过地球的恐龙家族，和如今“无所不能”的人类，可以算是曾经和现在地球上的主角。但事实上，人类和恐龙，无论从生存时间长度，还是种群数量，都远远达不到主角的地位。

比如，从时间上看，地球已经拥有超过45亿年的历史，如果我们把这45亿年浓缩成一整年，就是把地球诞生的那一天当作1月1号，把我们此时此刻看作是12月31号的话。那么从恐龙时代到我们现在的时代，大约只占了其中的最后一两个月，而我们人类存在的时间更是短到了只有半个小时。

不仅我们人类，我们周围所有肉眼可见的生物，植物也好，动物也罢，全部都是在10月份以后才出现的。而在10月之前，地球一直都被一种我们肉眼看不到的生命统治着，它就是微生物。

微生物大约出现在3月的某一天。这一天，地球孕育出第一个单细胞生命。直到10月伊始，多细胞生物才走上地球的舞台，再之后才有了植物、动物。这意味着，地球寿命的大半时间里，单细胞生物一直都是地球生命的唯一形态。所以，如果我们把时间的尺度拉到足够长，就会发现，微生物才是地球上的绝对主角。

我们说微生物是地球上的绝对主角，除了因为它存在的时间最久，还有另一个原因，就是它无处不在，占据了整个地球。从南极洲的冻土冰层中，到滚烫的地热温泉里，从喜马拉雅山上，到马里亚纳海沟底，我们都可以寻找到微生物的踪迹。甚至在天上飘着的云朵里，都生存着微生物。如今的人类虽然有了上天入地的能力，可是地球上还有很多地方，我们至今无法抵达，更无法生存下去，然而微生物却能在那些极端条件的地方栖息生存，安然无恙。

微生物能成为地球绝对主角的第三个原因是，微生物虽然渺小到肉眼都看不见，但它们对地球的影响是巨大的。它们可以通过光合作用吸收太阳能和二氧化碳，并释放出氧气，调控着地球的大气组成。正因为微生物的存在，我们才得以生活在一个富含氧气的世界里。据科学家估算，我们呼吸的氧气有超过一半都来自海洋中进行光合作用的细菌。

此外，微生物还能肥沃土壤，把土壤中的有害物质分解成可以被植物吸收的化合物，如此一来，碳、氮、硫、磷等化学元素才能在地球表面中有序循环，人类也才能依照这一规律进行农牧业生产。所以，看似人类已经足以对地球造成巨大的影响，但我们依然生活在一个被微生物掌控的世界里。

肠道里的微生物多过满天繁星

那么，有人可能会好奇，地球上究竟生存着多少个微生物呢？对于这个问题，即使是世界上最顶级的生物学家也无法给出一个准确的答案，因为微生物实在是太多了，仅仅是一个人肠道里的微生物数量，就已经超过了整个银河系里的恒星数量。

实际上，生活在地球上的所有动植物，无论是现今存在的，还是已经灭绝的，全都起源于微生物，换句话说，我们都是由微生物进化而来。生物学家安德鲁·诺尔曾经说过：“动物就像整个演化蛋糕上的糖霜，细菌才是糖霜下的蛋糕本体。”

我们知道，动植物都属于真核生物，它们的细胞都拥有相同的基本结构，而这个基本结构就起源于两种微生物的巧妙结合。大概在20亿年前，当时的地球生命被分成了两大类，细菌和古菌，它们都没有细胞核，没有内部结构，也没有提供能量的线粒体，它们的外形十分相似，但本质上是两种完全不同的生命体。

然而，在某个关键性时刻，在地球的某个角落里，一个古菌不知什么原因吞噬了一个细菌，巧合的是，细菌并没有死掉，而是被永久地困在了古菌的体内，并且最终演变成了线粒体。这就是地球上真实版的“创世故事”，两种生命无比巧合地走到了一起，创造出了第三种生命——真核细胞。古菌为真核细胞提供了基本架构，细菌则变成了为真核细胞提供能量的线粒体。

时至今日，科学家也无法解释，细菌和古菌的那次结合究竟是怎么发生的，因为在此后漫长的数十亿年间，细菌和古菌继续飞速演化着，但是却再也没有成功结合过，这意味着真核细胞的出现是一次真正意义上的“灵光乍现”。即便听上去匪夷所思，但事实上，那个最初的真核细胞就是我们所有动植物的共同祖先。

现如今，通过大量的研究，科学家也掌握了一些相对准确的数据，比如人体内大约有30万亿个细胞，人体内的微生物数量大约在39万亿，前后两者的数量相差不多。

而一提到微生物，或者说细菌，人们通常会把它和肮脏、疾病联系到一起，其实，世界上只有不到100种菌能让人类患上传染性疾病，我们身体中的绝大多数微生物都不会带来危害，它们更像是搭便车的乘客。而且，有不少微生物还能对我们的生存起到帮助作用，比如帮助我们消化食物的肠道细菌。

微生物比任何一个器官都全能

事实上，我们的人体就像一条长长的岛链，身体的每个部位都有自己的微生物群，就像是不同的岛屿上分布着各自独有的动植物那样。在我们的皮肤上，微生物主要有丙酸杆菌、棒状杆菌和葡萄球菌，它们被统称为皮肤菌群。这些细菌通常不会传染疾病，还能通过刺激皮肤的免疫系统帮助我们抵御致病生物。在肠道中，处在主导地位的是拟杆菌，这是一种十分厌氧的细菌。在我们的口腔中，则生存着大量的链球菌。

在每个器官的不同部位上，分布的微生物也各不相同。比如我们面部皮肤上的微生物，和手臂皮肤上的微生物就是千差万别的。生物学家甚至发现，我们两只手上的微生物只有1/6是相同的，而不同人的同一个部位上的微生物，却没有多大差异。换句话说，一群年龄、性格、生活环境各不相同的人，他们手臂上的微生物几乎是相同的。

虽然在日常生活中，我们感受不到微生物的作用，但微生物却比我们体内的任何一个部位或器官都更全能。也就是说，虽然你自己并没有察觉，但事实上你一直在把许多维持生命的工作“外包”给了微生物来处理。它们默默地引导我们的身体形成器官，训练我们的免疫系统，影响我们的神经发育，甚至直接影响我们的行为和日常生活。

其实，不光是我们人类与微生物保持着互利共生的关系，其他动物也都在和微生物进行着紧密的合作。假如微生物从地球上消失的话，牛、羊、鹿、马这些食草动物可能会率先饿死，非洲草原上的兽群也会一个接一个地消失。因为这些食草动物完全依赖于体内的微生物来分解胃肠道中植物的纤维物质。同样会被饿死的还有白蚁，因为它们也依赖微生物提供的消化功能。在大海深处，通过捕食微生物而生的蠕虫和贝类生物也会跟着死去，而在浅海区，失去微生物保护的珊瑚也会褪去美丽的五颜六色，变成清一色的惨白模样。

不过，有意思的是，如果微生物彻底消失的话，人类并不会像其他生物那样，受到太直接的影响和冲击，我们可以坚持再活几个月，甚至几年。不过，由于没有微生物帮忙分解垃圾，我们可能会生活在臭气熏天的垃圾堆里。另外，由于牲畜死去，我们也很难再吃到肉。生物学家们曾经还做过一个思维实验，结果表明，当微生物彻底消失以后，人类社会最多只需要一年，就会完全崩溃。

微生物依然披着神秘的面纱

那么由此我们可以看到，微生物对于自然界的作用举足轻重，但在相当长的一段时间里，我们都忽视了它们，或者说，过去我们的确看不到它们的存在，但是，伟大的博物学家却为人类记录下了微生物存在的证据。

1831年，刚刚从剑桥大学毕业的查尔斯·达尔文登上了“小猎犬号”帆船，开启了他的第一次环球航行。达尔文预计用两年时间完成航行，可实际上他却足足花了五年时间。期间，他在阿根廷发现了犰狳的化石，这些化石成为他后来提出进化论的重要证据。在加拉帕戈斯群岛，他遇到了那里独特的巨型乌龟、海鬣蜥和嘲鸫，并对它们展开了详细的研究。

然而，除了这些肉眼可见的动植物，达尔文还发现并且采集到了小猎犬号甲板上的微生物，一种被他称之为“滴虫”的生物，可惜的是，由于当时工具的限制，他对微生物的研究也只能止步于此了。

但仔细想想，达尔文为什么会对海岛如此痴迷呢？因为在海岛上总能找到最光怪陆离、最不可思议的动物，这些岛屿被隔绝在大陆之外，面积有限，边界鲜明，为生物进化提供了最佳的条件。对于微生物而言，每个宿主也相当于一座这样的岛屿，我们每个人的身上，都有独属于自己的微生物组群。这些组群的形成受到诸多因素的影响，诸如遗传基因、居住环境、药物和食物、年龄，等等。

从微生物的角度来看，我们每个人既十分相似，又非常不同，当人类对微生物组有了足够了解以后，通过分析一个人身体里携带的微生物组群，就可以推断出一个人的生活习惯、健康状况等许多信息。当然，由于微生物的编目实在太过庞大，我们距离掌握微生物组群的目标，还有很多工作要去做。

虽然人类发现微生物的时间只有百余年，但得益于科学技术的飞速发展，人们已经掌握了一些运用微生物的技术。尤其在医疗领域，人类已经可以通过操控微生物来研制疫苗。最近，科学家还发现，患有肥胖、哮喘、结肠癌、糖尿病、自闭症的人，他们体内的微生物也会随之发生变化。这说明，微生物的变化可以成为我们发现疾病的信号，甚至这本身可能就是致病的原因。

虽然，微生物依然身披着种种神秘的面纱，但随着科技的发展，随着人们对微生物学重视程度的提高，相信人类一定会解开微生物的奥秘，从而找到各种病症的治愈方法。也许我们还有很长一段路要走，但至少我们已经走在了正确的方向上。