深吸一口气,你兴许认为自己的肺部充满了富含生命的氧气。其实不然,你吸入的空气中有80%都是氮气,它是大气中最丰富的元素,也对我们的存在至关重要,但并不与其他元素相互作用。当你吸气,空气中的氮进入你的肺部,之后又直接排出,就像是心不在焉的购物者溜达进了错误的商店。要把氮利用起来[1],它必须转化为更友好的形式,如氨,而替我们完成这项转换工作的是细菌。没有它们的帮助,我们会死,确切地说,我们根本不可能存在。是时候该向你的微生物表达谢意了。
你是数万万亿微小生物的家园,它们为你带来了数量惊人的好处。它们分解你无法利用的食物,为你提供大约10%的卡路里,并在此过程中提取有益的营养物质,如维生素B2、B12和叶酸。根据斯坦福大学营养研究主任克里斯托弗·加德纳(ChristopherGardner)的说法,人类生成20种消化酶[2],这在动物界算是一个相当可观的数字,但细菌所产生的酶,数量是人类的~倍。“没有它们,我们生活的营养将会大大减少。”他说。
从个体来看,细菌趋于无限小,其生命也极为短暂。细菌的平均重量是一张美元纸币的万亿分之一[3],寿命不超过20分钟——但从集体上看,它们无比强大。你生而获得的基因,就是你日后所拥有的基因。你没法购买或者交换得到更好的基因,但细菌可以在彼此之间交换基因[4],好像《宝可梦》里的卡牌一样,而且,它们可以从死去的邻居那里获取DNA。这种水平基因转移大大加速了细菌适应自然或科学条件的能力。细菌DNA的校正也没那么严格,因此,它们经常变异,具有强大的遗传灵活性。
在变化速度上,我们根本没法跟它们匹敌。大肠杆菌可以在一天内繁殖72次,这意味着,它们在三天内产生的新世代数量,跟人类整个历史繁衍出的同样多。理论上,单个亲本细菌[5]可以用不到两天的时间产生出数量大于地球重量的后代。三天之内,它的后代[6]就将超过可观察宇宙的质量。很明显,这种情况永远不会发生,但陪伴我们的细菌数量,远远超过想象。如果你把地球上所有的微生物放在一堆[7],而将其他所有动物生命放在另一堆,微生物堆将比动物堆高出25倍。
别弄错了。这是一个微生物的星球。我们能在这儿,多亏了它们心情好。它们完全不需要我们;可没有它们,我们一天都活不了。
我们对于人体内外的微生物知之甚少,因为它们绝大多数无法在实验室生长,研究起来极其困难。可以这么说,你坐在这里的此刻,很可能就有大约40,种微生物[8]把你当成家园:你鼻孔里有种,脸颊上有多种,牙龈旁边有种,胃肠道里有多达36,种,不过,这些数字会随着新的发现而不断调整。年初,剑桥附近的维康桑格研究所(Well