忠實傳遞價值，解讀全球好書。你好，今天要爲你解讀的書是我包羅萬象，副標題是微生物視野下的生命圖景全記錄。美國著名詩人惠特曼有一句詩，我遼闊博大，我包羅萬象，這不僅僅是一種文學修辭，從生物學的角度看，也確實如此。我們每個人的體內都有一個微生物軍團，其中包含39萬億個微生物，這些看不見的微生物就像一個幕後大佬，影響甚至操縱着包括人類在內的其他生物。
你知道他們是怎樣塑造動物的身體嗎？怎樣創造了新的物種？怎樣操縱動物的性生活，又是怎樣誘導他們走向自殺的深淵呢？這本我包羅萬象，就是要將微生物令人歎爲觀止的力量揭示給我們本書作者埃德陽是美國大西洋月刊的科學記者，他的作品常見於美國國家地理，紐約客連線等衆多的科學媒體，這本我包羅萬象，是他寫的第一本書，出版後就一舉躋身紐約時報2016年備受關注的白本圖書之一。
紐約時報、華爾街日報、科學雜志聯袂推薦此書，馬克扎克伯格和比爾蓋茨都是本書的忠實讀者。比爾蓋茨評論說，這本書太有意思了，埃德陽接連拋出了一個又一個令人嘖嘖稱奇的微生物學洞見，展現了科學報道所能達到的絕佳水平。下面我就從4個方面帶你一睹微生物界的奇觀。第一，微生物如何影響動物的生長發育。
第二，微生物如何幫助動物獲得生存本領。第三，微生物如何操縱動物的行爲。第四，人類如何利用微生物，先來說說微生物是如何影響動物生長發育的，我們的地球已經存在了45億年，如果把這45億年濃縮爲一年，那麼人類在這一年的最後一天的最後30分鐘才出現微生物則是從3月起開始就佔領地球了。從3月到10月，微生物是地球上唯一存在的生命形式，他們包括細菌、病毒、真菌等一切肉眼看不見的微小生物。
到了11月，地球上才有了植物，12月哺乳動物出現了由於動物是後進化出來的，他們必然會與周圍的微生物相互作用，一同演化，甚至動物的生長發育都要受到微生物的影響。古希臘的時候，亞里士多德就發現一隻停靠在岸邊的海軍將大量陶器扔到海里，沒多久陶器裏居然出現了活姆利，而牡蠣是不能自己移動的，所以亞里士多德認爲他們一定是從陶罐裏的泥沙中生長出來的。這個想法雖然錯的離譜，但是流行了好幾個世紀。到了上世紀90年代，同樣的困惑又出現在了珍珠港，在這個重要的海軍基地，只要有戰艦停泊，不小幾天的功夫，船體上就會密密麻麻的長滿一種管狀的蟲子，名叫華美盤管蟲。
整個船體看起來就像是蓋上了一層粗毛地毯，他們到底是從哪來的呢？原來牡蠣和華美盤管蟲的肉體非常微小，他們乘着洋流遍佈在大海中，一滴海水裏可能就有上百個釉體。當他們飄到了一個適宜生長的位置時，就會發育爲成體，不再漂泊一動，而誘發他們成熟的關鍵就是遇到一種特定的細菌，比如華美盤管蟲，如果遇到一種名叫藤黃子假交替，單胞菌的微生物就會迅速的發育，從幼蟲變成成蟲。如果沒有這種細菌的刺激，他就永遠都不會長大。
珍珠港所在的夏威夷水域裏就有這種細菌，而戰艦爲細菌提供了一個附着物，細菌能在上面快速繁殖，形成一層菌膜，爲華美盤管蟲的生長提供了溫牀。牡蠣也是如此，陶罐上容易附着細菌，細菌又刺激了牡蠣幼體發育，這就造就了陶罐裏憑空生長出牡蠣的現象。類似的海洋動物還有很多，它們的幼體只有在接觸特定的細菌後才能長大，完成自己的生命週期。比如珊瑚、海膽一倍龍蝦、海綿海葵、海鞘等等都是如此。
理論上講，如果沒有微生物，這些動物就有可能會面臨滅絕。微生物不僅在動物的幼年階段影響發育，在動物的身體成熟後，也會繼續塑造他們的身體。比如一種名叫扁形蟲的生物，它長約一釐米，頭部以下差不多住滿了微生物，變形蟲具有極強的再生能力，把它一剪爲二，兩端都能變成功能齊全的活體，後半段甚至會重新長出頭和大腦。如果你把它砍成10節，最後將會變成10條扁形蟲。
這種逆天的再生能力完全依靠變形蟲體內的細菌，細菌能爲變形蟲鎖住能量。只要砍去的這一段裏包含足夠多的細菌，他就能再生。而如果細菌太少，那麼這一段就會死去。因此變形蟲唯一不能再生的部位是不含細菌的頭部。
也就是說它的尾巴上可以重新長出一個頭，而單靠頭卻是長不出一個尾巴。從牡蠣華美盤管蟲和扁形蟲的例子可以看出，微生物對低等動物生長發育幾乎是起到了決定性的作用。那麼高等生物的身體發育也會受到微生物的影響嗎？答案是肯定的。
有科學家在無菌的環境下飼養過小白鼠，發現他們雖然也能生存，但是十分脆弱，無菌小白鼠的腸道無法充分發育，腸壁容易滲漏，血管稀疏，細胞缺乏再生的驅動力，而當科學家給他注射一種常見的腸道菌，多行你幹菌之後，情況就完全不同了。微生物激活了小白鼠體內的多種基因，這一些基因能促使小白鼠吸收營養，分解毒素，建造血管，創建成熟細胞等等身體機能。可以說使微生物促進了小白鼠的生長發育，教會了小鼠如何使用自己的基因，進而打造一個健康的腸道環境。微生物對人類的影響也同樣巨大，人體免疫系統的形成沒有細菌的幫忙可不行。
比如說當我們身體某個部分受到感染，免疫細胞就會衝到感染部位去消滅細菌，造成腫脹發紅發熱的症狀。這就是發言，是免疫系統的一種保護機制。如果沒有炎症的反應，我們就會持續遭受感染。可是如果免疫反應過度，免疫細胞就會攻擊正常細胞，自己人打自己人，所以對於免疫細胞既要激活它，也要抑制它。
這兩個工作微生物都能幫我們完成。比如潔絲狀菌能激活炎症細胞，而梭狀芽孢桿菌則能激活抗炎細胞，人體依賴這些細菌來平衡身體，做出正確的反應。科學家還發現一種名叫脆弱擬桿菌的常見腸道細菌，對某種免疫細胞具有強大的激活功能，都不需要整個細菌團隊出馬，但它表面的一種分子就能提高免疫細胞的數量，這是人們第一次發現一個單一的微生物，甚至一個單一的微生物分子，就能改善免疫力。以上我們講完了微生物是如何幫助動物塑造身體的，除了基本的生長發育，微生物還有更高級的作用。
下面我們就來看看第二部分，微生物是如何幫助動物獲得生存絕技的。人們曾經以爲深海是不存在生命的，那裏沒有陽光照射，高壓下的海水溫度可達到400攝氏度，但是人們在海平面以下2400米的位置卻發現了一個豐富的生態系統，生物的多樣性絲毫不屬於熱帶雨林，其中有一種體型巨大的深海管蟲，他們拉直了能有一個成人那麼高，奇怪的是他沒有嘴，沒有內臟，也沒有肛門，那麼他是如何生存的呢？靠的就是微生物在管蟲生活的海底火山口附近，有大量的硫化物，管重過濾海水獲取硫化物，他們的體內的細菌會產生一種能分解硫化物的酶，提取出碳元素爲身體供給能量，同時排除硫元素。有了這種化學合成機制，管蟲就既不需要消化系統，也不需要張嘴，細菌爲他提供了所有能量，這種能量獲取形式直到20世紀80年代才被人發現。
過去的人們一直認爲所有的生命都是由陽光驅動的，光合作用產生能量，爲植物和動物的生存提供基礎。但是在深海陽光根本無法抵達，微生物創造了一種全新的能量形式。在漆黑的海底打造出了一個豐富的生命樂園，提供能量只能算是初級技能。我們再來看看微生物的一個進階本領，如果你在秋天的時候來到歐洲的蘋果園，你就會看到蘋果樹黃橙相間的葉片上有一些不同尋常的綠色斑點，這是一種名叫沃爾巴克氏體的細菌作用的結果，它寄生在一種蛾子的幼蟲身上，而幼蟲就生活在蘋果樹的葉片裏。
當秋天來臨，沃爾巴克氏體就會在幼蟲體內釋放激素，這種激素可以阻止葉片變黃枯萎，在葉片上製造一塊小小的綠色，好，讓幼蟲有足夠的時間退化成鵝。如果消滅了沃爾巴克氏體，葉片就會凋零，裏面的幼蟲也會隨之死去，聽上去是不是很驚人？剛纔說的兩個例子，都是微生物憑藉自身的力量幫助動物生存，他還有一個更加高級的本領，叫做交換基因，能讓動物迅速獲得它原本沒有的生存能力。交換基因這個詞聽上去有點科幻，我們來慢慢解釋，在動物世界，我們身體裏的基因都是從父母身上繼承的，你不能得到我的任何基因，我也無法獲取你的任何基因，但是在微生物的世界裏，細菌們可以像交換電話號碼一樣輕鬆的交換基因，他們有時候會彼此靠近，像交配一樣互換基因。
有時候他們發現周圍有別的細菌死亡，還能從他們的身上撿起來基因。比如科學家們發現，把一些無害的細菌和死去的傳染病細菌混合在一起，原本無害的細菌突然變成了致病細菌，因爲這些無害細菌將傳染病細菌的基因吸收並且整合到了自己的基因組中。如果一種細菌創新的演化出了一種本領，那麼他周圍的鄰居就可以快速的獲得相同的本領，微生物這種變換基因的本領，也能讓動物迅速獲得它原本沒有的能力。舉個例子，有一種全球性的害蟲叫二斑葉蟎，他能吃掉超過1100種植物，而植物通常有自己的化學保護機制，能釋放不同的毒素，抵禦害蟲。
二斑葉蟎簡直就是萬能解毒高手，可他身上的解讀基因都不是自己原生的，而是來自於細菌。當他準備吃掉某種植物時，他體內原有的細菌就可以找到一個帶有解讀基因的細菌，並且整合到自己的基因中，於是就能憑空解鎖一套新的解讀本領。這套裝載技能的方法不僅二班夜晚可以，人類也可以。舉個例子，純種的歐洲人和北美人在吃完海苔之後，便很有可能馬上便祕。
因爲海苔含有獨特的碳水化合物，人類原本沒有可以分解這種物質的酶，但是日本人消化海苔就沒有任何問題，他們消化海苔的基因就是從一種細菌身上獲得的這種細菌名叫左氏君，他生活在海洋裏，是分解海苔的高手，科學家推測，幾個世紀以前，一羣生活在日本海域裏的佐世軍附着在了一片海苔上，分解並且食用了這塊海苔。突然一個漁夫將海苔連根拔起，帶回家吃掉了，也一併吞下了這些左10軍。佐世軍發現自己進入了一個全新的環境，周圍全是一些陌生的腸道細菌，於是他就開始了細菌擅長的本領，交換基因，將消化海苔的基因傳送給了人類腸道中的擬桿菌，而大人又將腸道微生物遺傳給了孩子，日本人就具備了消化海苔的能力。一直以來，人們一直認爲動物基因是一片神聖不可滲透的領域，後天無法改寫。
可是在2001年，科學家鑑定了數千個人體基因，其中竟然有223個基因是與細菌共享的。基因的確是可以從細菌移動到動物身上。聽到這裏你大概已經轉變了對微生物的看法，它們幫助動物塑造身體，促進發育，還能賦予動物獨特的生存技能。看起來就像是我們的朋友，但作者說微生物可以是合作夥伴，但卻不是朋友。
微生物與動物的和諧的共生關係下，也埋藏着衝突、自私和背叛。下面我們就來講第三部分，微生物如何操控動物的行爲，微生物操控起動物來可謂是不擇手段。比如有一種寄生在貓身體內的微生物，名叫弓形蟲，貓是它的最終速度。如果弓形蟲感染了其他動物，他就會想方設法的回到貓的身上。
科學家做了個實驗，將弓形蟲注射到小白鼠身上。如果一隻正常的老鼠，不管他這輩子有沒有見過貓，聞到貓的味道就會繞着走。因爲對於天敵的直覺已經牢牢的編寫在了他的基因程序裏，可是感染了弓形蟲的小白鼠，居然鑽進了裝有貓尿的盒子裏流連忘返。因爲小白鼠體內的弓形蟲要回到自己的最終宿主貓的身上，所以改變了小白鼠的行爲，這真是令人不寒而慄。
不僅是老鼠，人如果感染上了弓形蟲，也會變得熱，中有貓尿的氣味。科學家還發現弓形蟲甚至有可能讓人類也喪失對死亡的恐懼。有一種解釋說，弓形蟲的代謝產物可以和大腦中的某種受體結合，讓人就像是服用了止疼藥一般，產生一種麻痹的效果，這可能會讓有自虐自殺傾向的人在割開皮膚的時候感覺不到疼痛，反而產生快感。不過愛貓人士也不必太過擔心，免疫系統會保護我們免受弓形蟲的危害，恭喜重會危害胎兒健康，但孕婦也不要過度緊張，弓形蟲會隨着貓咪的糞便排出體外，這是目前已知他唯一可能感染人類的途徑。
孕婦不要親自動手清理貓砂就好了，會實施類似陰謀的，還有非洲水域中的一種寄生蟲，他們必須進入火烈鳥的身體才能繁衍。於是他們先入侵到一種蝦的體內，使原本透明的蝦顏色變紅，變紅的蝦在水裏邊非常顯眼，很容易被火烈鳥發現並吃掉。於是這種寄生蟲就能順理成章的進入火烈鳥的肚子裏，微生物還能操縱宿主的性生活。前面咱們說到了一種名叫沃爾巴克氏體的細菌，它會干擾黃蜂的雄激素分泌，把蜂羣中的雄性全部都轉化爲雌性，讓他們通過無性繁殖來繁衍。
當科學家給這些黃蜂使用抗生素殺死他們體內的細菌後，蜂羣中竟然重新出現了雄性與黃蜂同病相憐的還有一種蝴蝶，名叫幻紫斑霞蝶，他的雄性胚胎總是被沃爾巴克屍體殺死，從而使敵羣中的雌雄比例超過了100:1。爲什麼這種細菌總是要殺死雄性呢？他是被雄性傷害過嗎？原來沃爾巴克氏體只能通過動物的卵子，而不是精子來傳播，所以他要想方設法擴大磁性羣體的數量，甚至逼迫宿主進行無性繁殖。
即使在有性繁殖裏，這種細菌也能操縱受精狀態，只有感染了沃爾巴克氏體的卵子才能夠成功受精，否則受精機率就大大降低。這就意味着只有受到感染的雌性才能一代一代的繁衍下去，這就能讓沃爾巴克屍體幾乎是百%的傳播。但操縱性生活還不是沃爾巴克氏體最厲害的地方，它甚至可以創造出新的物種。科學家發現有兩種關係密切的寄生蜂，分別叫即是金曉峯和長角立景曉峯。
雖然他們倆長得一模一樣，但是卻是兩個獨立的物種，因爲他們之間存在生殖隔離，也就是他們無法交配繁衍。兩種經小峯身上攜帶不同的沃爾巴克氏體菌株，會在這兩種金小蜂交配的時候形成競爭關係，殺死雜交後代。當人們用抗生素除掉這些沃爾巴克氏體時，生殖隔離一下子就彌合了，雜交後代就能存活下來了。於是科學家們推測，微生物能分割出兩個新的物種，也就是說這兩種金曉峯原本可能是一個物種，由於沃爾巴克氏體它們變成了兩個物種，一項研究估計每10種節制動物中，至少有4種會感染沃爾巴克氏體。
節支動物是動物世界中種類最多，數量最大，分佈最廣的一類，種類佔到了所有動物的80%，包括各種昆蟲、蜘蛛、蠍子、蟎蟲等等。作者說，如果沃爾巴克屍體感染了其中的40%，那麼幾乎可以說它是世界上活得最成功的細菌，至少是陸地上的王者。以上我們通過三個部分帶你感受了微生物世界的奇妙，如此強悍的微生物世界如果能被我們合理利用，會產生意想不到的神奇效果。下面我們來看看人類是如何利用微生物爲我們服務的。
第一個應用比較重口味，叫做啊糞便移植術，它可以治療棘手的腸道疾病。我們的腸道裏有500多種微生物，與我們的健康息息相關，不同的微生物之間會形成一張互相餵養，彼此支持的複雜網絡，牽一髮而動全身，這導致有些腸道疾病十分棘手，普通的醫療手段根本就沒法醫治。比如說一種名叫艱難梭菌的細菌，它會引發嚴重腹瀉，僞膜性結腸炎，腸梗阻等疾病。2008年，美國的一名感染了艱難梭菌的61歲女性受盡了腹瀉的折磨，他腸道內的微生物多樣性幾乎被破壞殆盡，體重降到了只有25公斤，醫生窮盡了辦法全都不管用。
最後這位醫生想到了一個辦法，糞便移植術，就是把健康人的糞便移植到病人的腸道裏，這樣糞便裏面所含有的一整套健康的微生物羣，也將整體的入住病人的腸道。於是這名女性的丈夫捐贈了自己的糞便樣本，醫生將樣本攪拌粉碎，通過結腸鏡把一杯糞便將輸送到病人的腸道中。神奇的是不到一天他就不再腹瀉了。一個月內艱難梭菌徹底消失了，沒有任何反彈，一個棘手的病症就這樣徹底快速的治癒了。
這個案例是糞便移植術的原型，移植後微生物重置了病人的腸道環境，幾乎就像是做了一次器官移植。此後成功的案例不斷涌現。2013年有醫學團隊用實驗表明，糞便移植術治癒艱難，梭菌的成功率高到了94%。在醫學領域裏，某種疾病能夠達到如此高的治癒率，而且沒有嚴重的副作用，這是聞所未聞的。
更棒的是糞便還不要錢，這是人類利用微生物治病的一次重大的創新。有一家非盈利組織甚至運營了一家糞便銀行，捐贈者需要通過一系列的篩選測試，他們的糞便就會經過過濾，膠囊包裝最後被冷凍起來送到有需求的醫院。利用微生物不僅能治療腸道疾病，還能防控傳染病。下面我來介紹第二個應用，用微生物消滅登革熱，登革熱是一種傳染病，他有一種名叫埃及伊蚊的蚊子傳播，能造成發燒，頭痛、皮疹、嚴重的關節痛和肌肉痛。
目前還沒有針對登革熱的疫苗和有效的治療手段，控制登革熱唯一的有效方法，只有預防比如用殺蟲劑殺死埃及伊蚊，但是這種手段效果有限，很難滅絕這種蚊子。於是科學家們想了一個反常規的辦法，釋放更多的蚊子，來阻止登革熱的傳播。但是這些文字不同於他的野生種類，人類在他們身上植入了一種細菌，就是前面講到的沃爾巴克試題，科學家發現有一種沃爾巴克氏體可以讓蚊子對登革熱病毒產生抗性，也就是說如果蚊子感染了這種沃爾巴克氏體，那麼他就對登革熱病毒免疫了，也就無法再攜帶病毒。如果我們能把蚊子種羣徹底改造，讓他們全部都感染上沃爾巴克氏體，那麼登革熱的傳播載體就會被切斷。
可是怎麼才能改造全部的種羣呢？科學家的做法是在野外釋放出足夠多攜帶沃爾巴克氏體的文字。我們前面說過，沃爾巴克屍體專門通過昆蟲的卵來傳播，只允許受到感染的卵一代一代的存活下去。當攜帶這種細菌的蚊子進入到野外的蚊羣中時，就會傳染其他的蚊子。
他們生下來的小蚊子就都得攜帶沃爾巴克氏體。對登革熱就免疫了。實驗證明這的確是可行的。2006年，科學家團體帶着準備好的蚊子來到了澳大利亞的兩個居民區，說服居民們往自己的房子裏放蚊子，每隔4棟房子就是放幾十隻蚊子，一共釋放了大約30萬只。
短短4個月內，抗登革熱的蚊子已經取代了90%的原聲蚊子，這是歷史上第一次人類通過創造微生物與昆蟲的共生關係，改變了野生昆蟲的種羣，阻止了他們傳播疾病。以上這兩個應用聽起來更像是黑科技。下面要講的第三個應用是我們習以爲常的事情，而且是人類自行進化出來的那就是母乳餵養，我們都知道母乳餵養是寶寶完美的營養來源，但是你知道它究竟好在哪嗎？從營養學的角度看，母乳不過是脂肪和乳糖的混合液，跟奶粉的成分差不多，他唯一的特別之處是富含200多種忍辱低聚糖，簡稱HMO在所有的哺乳動物當中，人類母乳所含的HMO是最多的，種類是牛奶的5倍，數量是牛奶的幾百倍。
科學家原本以爲這就是母乳爲嬰兒提供的關鍵營養，可是事實卻是讓人大跌眼鏡，因而根本不消化HMO寶寶喝下母乳之後，HMO直接穿過了爲何小腸直抵大腸？根本就沒被吸收。原來這些HMO不是爲寶寶的，而是專門餵養細菌用的。因而腸道當中有一種細菌名叫嬰兒雙歧桿菌，他能把HMO吞的一點不剩，其他細菌卻是不怎麼使用HMO因此母乳已經進化成爲了專門滋養嬰兒雙歧桿菌的食物，讓它佔據腸道菌種的優勢地位。
當嬰兒雙歧桿菌消化HMO時，會釋放一種名叫短鏈脂肪酸的物質，餵養嬰兒的腸道細胞，密封腸道細胞的間隙，智造調整免疫系統的抗鹽分子等等。如果嬰兒雙歧桿菌得到的是其他的乳糖，也能生存下來，但卻不能很好的發揮作用。因此人們才提倡在有條件的情況下，儘可能的母乳餵養。母乳餵養是上萬年來人體淨化出的一套微生物的利用機制，一旦斷奶，我們就得自力更生的滋養微生物了。
隨着攝入的食物日益豐盛，我們的身體就能培養出越來越多的腸道細菌，嬰兒雙歧桿菌就不再佔據優勢地位。可是我們也不曾察覺現代人的腸道微生物種類在不斷下降，他們就像是瀕危動物一樣在悄悄的離我們遠去。這其中最大的一個原因，就是我們沒把細菌給餵好，醫生們總是提倡多吃粗糧瓜果，補充纖維素。其實他們就跟母乳一樣，壓根就不是給我們自己吸收的，而是餵給細菌吃的。
纖維素非常復雜，需要多種微生物提供不同的酶才能分解。也就是說他餵養了很多種的細菌，如果沒有纖維素，飢餓的細菌們就不得不找尋其他東西充飢。比如吃掉你腸道上的粘液層，我們的腸道微生物的多樣性也會受到影響。實驗證明，如果給小白鼠連續餵養幾個月的低纖維素的飲食，他們的腸道微生物種類就會急劇減少。
當恢復富含纖維的飲食的時候，微生物種類又開始增多，但是沒辦法完全恢復。一些被迫下崗的微生物就此一去不回了，這樣一代一代的傳下去，就有越來越多的微生物離開我們。調查顯示跟烏干達、馬拉維委內瑞拉的農民相比，西方人的腸道微生物多樣性簡直低得驚人。烏干達農民攝入的纖維素比西方人高出了7倍，雖然西方人也吃素，但是大多是經過精密加工的食物，纖維素早就被破壞了，而缺乏微生物多樣性，也就意味着面臨着健康的風險。
作者說，跟微生物有關的疾病列表簡直嚐到不可思議，從牙周炎到心臟病，從動脈粥樣硬化到阿爾茨海默症，簡直無所不包。有一位網站撰稿人這樣寫道，事實上沒有什麼東西對我們的健康起過重要的作用，微生物除外。以上就是本書的主要內容。美國天才導演奧遜威爾斯曾經說過，我們孤獨的出生，孤獨的活着，有孤獨的死去。
作者說這句話並不準確，縱然我們截然一身，也絕不孤獨。因爲和我們共生的微生物千千萬萬是時候用惠特曼的詩來改寫我們對自己和對微生物的認識了。那就是我遼闊博大，我包羅萬象。好了，這本我包羅萬象，就爲你解讀到這裏。
聽書筆記在音頻下方，我們明天見。