蓋德林·杰拉耶爾
如果你認(rèn)為很了解自己的家,那你就錯了。任何一幢房子都是由無數(shù)微生物堆積而成的。數(shù)不勝數(shù)的微生物輕而易舉地駐扎在沙發(fā)和座椅上,甚至在冰箱里。盡管這聽起來可能有些倒胃口,研究人員建議我們要“馴化”這些微生物,而且讓它們越多越好。
微生物無處不在,它們時刻包圍著我們。即便我們的房屋被打掃得一塵不染,家具都被擦得锃亮,在公寓的墻面、咖啡杯和枕套上還是會覆蓋著層層疊疊的微生物。因為一些微生物是普通清洗方法殺不死的,相反,清潔會讓它們更加猖獗。
還有一條令人驚異的事實:這些“寵物”大軍種類十分多樣,而且大多數(shù)都是我們未知的。發(fā)達(dá)國家的居民大概每天要在封閉空間里待22個小時,這種讓微生物不受任何制約的環(huán)境直接催生了它們在我們身邊——辦公室、客廳、臥室和浴室——繁衍生息。每個房間都形成了自己獨特的微生物群體。辦公桌上附著的微生物是人皮膚上主要的微生物,例如鏈球菌。地板上、走廊上集中的微生物,通常都是土壤或房間植物上的。很可能,是拜訪者鞋子上順便帶來的。衛(wèi)生間馬桶上,聚集著人類腸道中的微生物。然而,我們對這些卻全然不知:我們一直都在“喂養(yǎng)”駐扎在我們房子里的“寵物”大軍。
“寵物”大軍
住宅是由各種各樣的微生物組成的獨一無二的生態(tài)“培養(yǎng)皿”。在不銹鋼的花灑里,人造毛地毯里,空調(diào)房里,還有那些總是溫暖而干燥的地方是它們真正的繁殖場。也許,微生物的無孔不入并不使我們感到驚訝,但你可能還不知道:我們住所里生活著的微生物都是帶有獨一無二的“標(biāo)簽”的。
它們來無影去無蹤,但又像是我們家中的寵物一樣,被我們“滋養(yǎng)”壯大。越來越多的科學(xué)數(shù)據(jù)證明,體重、體型和人的自我感覺不僅取決于遺傳和生活方式,還取決于體內(nèi)和生活環(huán)境中的微生物種類。很可能,就是微生物使人們患上了肥胖癥、厭食癥、抑郁癥和癌癥。
近些年來,科研人員對微生物研究產(chǎn)生了新趨勢:“馴化”微生物群。但這些住在我們家的看不見的客人究竟具有什么特性?如若將它們當(dāng)寵物一樣“飼養(yǎng)”,會給我們帶來什么益處?
美國俄勒岡大學(xué)實驗室的微生物學(xué)家、生態(tài)學(xué)家詹姆斯·麥頓說,“室內(nèi)微生物”種類繁多且獨具特色。他穿著背心、短褲,光著腳接待了我們。他這身打扮,原來是因為他正準(zhǔn)備去“隔離室”——局部鑲有玻璃的空調(diào)房里。這個隔離室是用來研究住宅微生物主要來源——人——的地方。
“我們從頭到腳都覆滿了微生物。人類皮膚上的每一厘米,甚至在口腔、鼻腔和肺部的粘液里,都覆蓋著數(shù)十萬的微生物,并且以難以想象的速度快速擴(kuò)散著?!闭材匪拐f,“它們隨著汗液一起蒸發(fā)到空氣中,和唾液一起飛散得到處都是,還會隨著人體釋放出的溫度漂浮在空氣中上空。盡管我們可能沒有到過房間的每個角落,但那些地方早已布滿了我們的‘足跡。如果在自己待過的房間收集微生物,我們會發(fā)現(xiàn)它們居然如此獨一無二,甚至經(jīng)過很長時間后,仍可以根據(jù)這些微生物的組成,判斷出誰曾到過這個房間?!辈痪们?,美國的一項研究結(jié)果顯示,任何一位旅館入住者都能在幾小時內(nèi)改變原房間的微生物生態(tài),散布自己的足跡。
科學(xué)家已經(jīng)開始嘗試在刑事調(diào)查中利用微生物留下的肉眼看不到的痕跡破案。犯罪現(xiàn)場的微生物可以提供的有關(guān)兇犯的線索,不少于指紋。“通過從嫌疑人皮膚和衣服上提取的微生物,可以確定他們到過哪些地方,”詹姆斯說道,“它們的足跡留得到處都是。在花園里,它們會隨著樹葉飄落到我們身上;在超市里,它們會附著在我們的鞋子上?!?/p>
微生物學(xué)家指出,人類與微生物共生是一門新興科學(xué),并具有極其重大的意義。因為人類不是一個個獨立的個體,而是由各種有機(jī)體構(gòu)成的生態(tài)群落,我們的身體并不只是為其他生物體提供了一個可以共生的棲息地,我們也和其他生物體一起,組成一個整體,共同經(jīng)營著一個不斷進(jìn)化演變的人類和微生物聚集地。
人體微生物的個性化因素使人類與微生物關(guān)系的研究變得相當(dāng)復(fù)雜,但同時,也給我們帶來了極大的機(jī)遇。在未來,醫(yī)生或許可以根據(jù)每個人體內(nèi)特定的微生物生態(tài)環(huán)境來制定出有針對性的治療方案。屆時,人體的微生物生態(tài)就如一份份遺傳基因檔案,成為每個人的天然識別標(biāo)簽。
如今,環(huán)境微生物學(xué)家使用新的研究手段,開始涉足一些之前未曾涉足的領(lǐng)域,如可能存在生命的一些極端環(huán)境——酸性湖泊、深海熱液口、凍土地帶等,以及人類和其他生物體共生的環(huán)境生態(tài)。隨著這些研究項目的推出,醫(yī)學(xué)研究和環(huán)境微生物學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)漸漸開始融合。
目前,研究人員面臨的巨大挑戰(zhàn)就是區(qū)分哪些微生物是與我們共同進(jìn)化的,哪些只是我們身體中的匆匆過客?,F(xiàn)在,醫(yī)療微生物學(xué)和環(huán)境微生物學(xué)之間的界限正日趨模糊??茖W(xué)家認(rèn)識到,人體就是這些微生物群落的生存環(huán)境,它們被迫適應(yīng)了我們的飲食習(xí)慣和生活方式;反過來也成為我們生存環(huán)境的一部分,我們的身體也在適應(yīng)它們。此外,隨著人類和微生物之間相互關(guān)系日趨緊密,宿主和寄生生物體之間的區(qū)別和界限也顯得越來越不那么重要了。
“馴化”微生物
北卡羅琳娜大學(xué)的生物學(xué)家羅波·丹尼于1430年,分派志愿者在美國各州進(jìn)行了試驗,要求他們住進(jìn)不同材質(zhì)的微生物住宅,其中包括帶有木制門窗的住宅。
丹尼對3.7萬種“駐扎”在門框表層和4.6萬位于里層的微生物進(jìn)行化驗分析后驚訝地說:“世界上任何一個地方都不曾發(fā)現(xiàn)如此多的菌類!”研究人員難以掩飾自己的驚奇??傊?,在我們的房子里,居住著大概10萬種微生物,其中大多數(shù)都有待進(jìn)一步研究。
人對微生物的認(rèn)識還有待發(fā)展,但這并不是由于研究者不敬業(yè),而只是因為長期以來研究人員沒有合適的工具來研究這些復(fù)雜的微生物群體,他們只能研究試管中培養(yǎng)的泛泛概念上的“微生物群體”。但他們在實驗室里,發(fā)現(xiàn)了霍亂、白喉和破風(fēng)桿菌的微生物病原體。也發(fā)現(xiàn)了很多對人類有益的微生物,例如,可以用在酸奶、奶酪和酸凝乳制作中的乳酸菌。
微生物與人類生活息息相關(guān)。有很多食品、工業(yè)品和藥品是依賴于微生物制造的,如醬油、醋、奶酪、蘑菇、皮革、石化、抗生素、疫苗、生態(tài)農(nóng)藥等。微生物在礦產(chǎn)探測與開采、廢物處理、水凈化等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。若沒有微生物,眾多生物就失去了必需的營養(yǎng)來源,植物的纖維質(zhì)殘體就無法分解而無限堆積,就沒有自然界當(dāng)前的繁榮與秩序或人類的產(chǎn)生與延續(xù)。微生物與人類健康密切相關(guān)。多數(shù)微生物對人體是無害的。實際上,人體皮膚和腸道內(nèi)生活著很多正常、有益的菌群。它們占據(jù)這些表面并產(chǎn)生天然的抗生素,抑制有害菌的著落與生長;它們也協(xié)助吸收或親自制造一些人體必需的營養(yǎng)物質(zhì),如維生素和氨基酸。這些菌群的失調(diào)可能導(dǎo)致感染或營養(yǎng)缺失。
研究人員指出,盡管微生物可能會導(dǎo)致疾病或引起過敏,但我們家中的絕大多數(shù)微生物是對健康無害的,人們不必過度擔(dān)心,盡管它們無處不在,但我們和它們可以相安無事。
美國俄勒岡大學(xué)有一項新技術(shù):生物學(xué)家和建筑規(guī)劃的專家們首次聯(lián)手,研究微生物和人類在封閉空間的相互作用機(jī)制?!熬痛?,目前我們還知之甚少。我們必須找到最關(guān)鍵問題的答案,”俄勒岡大學(xué)的研究者坦言道,“在不同的通風(fēng)條件下,它們在房間里遍及的范圍是怎樣的?在不同材質(zhì),如木材或塑料上,微生物存活的幾率有什么不同?光照和空氣濕度對微生物數(shù)量有什么影響?為了營造健康的生活環(huán)境,我們究竟該如何與它們相處?”
研究人員認(rèn)為,家中擁有這些看不見的微生物是有好處的。也許不應(yīng)該將它們都趕出去,而是請那些好的微生物進(jìn)來。人們常常認(rèn)為我們家中所有的微生物都是對健康不利的,這是一種普遍的錯誤看法。很多微生物其實對健康都是沒有影響的,而有些微生物對健康甚至是有利的。
有研究表明,從小在野生環(huán)境中長大的孩子會接觸到很多有益的微生物,因此在他們身上發(fā)生過敏的概率較小。例如,以農(nóng)耕著稱的巴伐利亞民族的孩子,與住在發(fā)達(dá)城市郊區(qū)的歐洲孩子相比,患哮喘的概率要少近50%。而且這種對比差距會一直持續(xù)到他們成年。這是因為前者體內(nèi)的微生物促使了一種免疫系統(tǒng)的形成。
建筑設(shè)計,如地理布局、建筑材料、居住和通風(fēng)等,是關(guān)乎調(diào)節(jié)微生物群的重要方面。隨著越來越多的微生物被鑒定出來,我們建筑師、工程師和一般民眾就需要考慮如何使室內(nèi)微生物被“馴化”。室內(nèi)空氣質(zhì)量通常不如室外,所以通風(fēng)設(shè)備就很有用。然而,對于室外空氣質(zhì)量不好的城市,增加通風(fēng)可能會導(dǎo)致我們暴露在不健康的室外污染物中。
從另一個角度出發(fā),我們都知道人體免疫力的降低和食物營養(yǎng)不均衡、化學(xué)污染、隨意服藥、生活習(xí)慣不良、壓力太大、運動不足等有關(guān),但新的研究發(fā)現(xiàn),這可能和過度清潔也有關(guān)系。
以前,大多數(shù)人和眾多細(xì)菌等微生物以及寄生蟲共生在一起,但是隨著生活環(huán)境的改善,“清潔愿望”也變得越來越強(qiáng),體內(nèi)的共生細(xì)菌和寄生蟲也被清除出體外。有些專家就認(rèn)為,就是因為將細(xì)菌統(tǒng)統(tǒng)排出體外,才導(dǎo)致了人們發(fā)生過敏性疾病。也就是說,只有和細(xì)菌、寄生蟲等生活在一起,才能保持我們的免疫力。
在忙碌的生活工作中,我們平時可能沒有條件接觸更多的野生環(huán)境,但我們可以通過將自己暴露給動物來強(qiáng)化我們的免疫系統(tǒng),尤其是貓和狗。它們除了會帶有自身的微生物,還可以從室外帶來常見的細(xì)菌和真菌,進(jìn)一步改善室內(nèi)微生物的多樣性。這些微生物被關(guān)在密閉的空間內(nèi),如家中或辦公樓內(nèi),很容易被吸入或吞入,在這些地方,我們每天會吸入幾加侖的空氣,有時還會咽下地板上的灰塵。
雖然這個領(lǐng)域還處在萌芽期,也沒有一種普適的方法來改善家中的微生物種群,比如不是所有人都應(yīng)該去領(lǐng)養(yǎng)一只狗,但是我們?nèi)匀豢梢耘Πl(fā)現(xiàn)有效的新方法來解決這些問題。
此外,我們可以通過適當(dāng)在人體內(nèi)培養(yǎng)和“馴化”有益菌來改變周圍的微生物環(huán)境。有益菌一般是指在人體腸胃中生長的、對人體健康起到正面作用的細(xì)菌或真菌。實驗證明,在人的腸道里保持較多數(shù)量的有益菌群,將非常有利于維持身體健康,而且雙歧桿菌能延長人的壽命。適當(dāng)補(bǔ)充有益菌對人體來說非常必要。在日常的飲食當(dāng)中,我們可以多食用一些含乳酸菌的酸奶、奶酪等。如果口腔潰瘍、腹瀉、便秘等一些病癥較為嚴(yán)重,單靠食用一些酸奶、奶酪不能夠改善,我們不妨服用一些可以補(bǔ)充雙歧桿菌、乳桿菌和乳酸菌的食品。其實有益菌不僅能維持人體菌群的平衡,還能夠產(chǎn)生人體所必需的營養(yǎng)物質(zhì),抑制致病菌,這樣一來致病微生物就可以在無形之中被偷偷“馴化”。