意识之谜：你呱呱坠地，你牙牙学语，你去上学，你去上班，你哭，你笑，你犹豫不决，你斩钉截铁，你一直以为你就是你，你的意识就是你的意识，其实不然，你的意识是你体内500万亿生物的集体反映，你只是它们的代表与集合！ 你只是它们的代言人！你的意识来自多分子的感知，是多分子的聚合下的整体感知效应，当你在做决策的时候，其实是在为你的身体细胞服务，为生存在你体内的细菌服务。 意识是什么，比如母子连心的科学依据，被人认为是天然的，但是现代科学研究认为其有生物学依据，胎儿细胞能够进入人体、大脑里面。比如人们文学作品会描述心想事成、心理变化、心理高兴，但是科学家给了人们肠胃有第二大脑的科学依据。人们品尝美味会引起身体情绪的美感，科学事实证明，肠胃里的细菌会改善人的情绪。人类的性格脾气，也有病毒基因、细菌的参与及影响。人的精神因素有“肠胃神经系统”第二大脑的影响，有细菌的暗中细微的参与。意识是什么，人的独立意识，必须从生命微观生物及细胞演化开始了解，人的意识不是独立的，而是几百万亿细菌与细胞体的集合反映。 从量子角度来看，意识来自多量子的感知，是多量子的聚合下的整体感知效应。 追踪一下，人体内的每一个原子都至少有几十亿岁历史，氢诞生于137亿年前的宇宙大爆炸，碳和氧等更重的原子是70亿到120亿年前在恒星体内产生的。 一名成年人身体细胞大约是50万亿个，人体微生物数量是细胞的10倍大约是500万亿个。人体每个细胞内平均有300~400个线粒体，人体细胞内的线粒体都是有细菌演化而来的，人体基因里面包含不低于8%的病毒基因。人体更像是一个微生物体的集合，你不是你，你的独立的人格似乎是这个生物集合体的代言。 生物体内有机分子大概有6千到6百万个原子组成，自然界最大的分子是人的染色体1，人体细胞核子里含有23对染色体，染色体1是自然界中最大的染色体，包含大约100亿个原子，人体内的细胞在做着精确的运算，染色体中的基因与核小体在精确的缠绕。一名成年人的是细胞由大约7×1027个原子组成，从量子角度讲，人体内及其代表的智慧与意识本质就是量子的集合表现，人的意识正是一个量子集合的代言。 从量子角度看来，人体与物质都是原子的组成，世界所有物质都是由分子或直接由原子构成。原子质量极小，且99.9%集中在原子核。原子是个空心球体，如果原子核假如是葡萄（20毫米）大小，那么整个原子的范围应该在200米范围左右，原子核外的空间大部分就是一直在运动的电磁场，生物的活动依赖于原子核的电磁空间。 在生命几十亿年漫长的演化中，从量子的智慧选择到有机分子的演变，从DNA与蛋白质等有机分子的集体协作促成成为生命的原始表达，从单细胞到多细胞的生命体的演化，从低级动物向人类的发展，生命一直在体现集体的智慧。而也就是在漫长的演变中，从单细胞向多细胞的开始，人是细胞与寄生在身体内的细菌的集合，而意识就是来源于此。 第一节　人体生物心理学的依据 母子连心的科学依据 “慈母手中线，游子身上衣。临行密密缝，意恐迟迟归。谁言寸草心，报得三春晖。”这是中国古代唐朝诗人的感人诗歌，开头两句“慈母手中线，游子身上衣”，用“线”与“衣”、“慈母”与“游子”，写出母子相依为命的骨肉感情。三、四句“临行密密缝，意恐迟迟归”，通过慈母为游子赶制出门衣服的动作和心理的刻画，深化这种骨肉之情。母亲千针万线“密密缝”是因为怕子女“迟迟”难归。伟大的母爱正是通过日常生活中的细节自然地流露出来，慈母的形象真切感人。 最后两句“谁言寸草心，报得三春晖”，是作者对母爱作尽情的讴歌。女儿像区区小草，母爱如春天阳光。子女怎能报答母爱于万一呢？一边是身有子女的赤子对母亲的理解，一边是慈母无私的爱。母子连心，这种母亲与孩子的爱是亘古永恒的，从广泛的生命界思考，从人类近在猿类，鸟类，海豚，鲸鱼，等动物界存在着普遍的母子情感现象。 母子连心，母亲的心中总是有着她的孩子。爱来自哪里，一位母亲或许一直都把她的孩子放在心里，现在似乎从生物学角度，能够科学解释这种现象了，2012年9月，西雅图弗雷德哈钦森癌症研究中心的威廉等的最新研究表明，在怀孕期间，母亲和胎儿常常交换细胞，这些细胞似乎能在体内存活数年，这种现象被称为“微嵌合体”，胎儿细胞甚至能够移动到母亲的大脑当中。 科学家已经在老鼠中发现了这种现象，胎儿细胞甚至能够移动到母亲的大脑当中。研究人员分析了59位女性的大脑，寻找男性DNA的迹象，发现在她们的大脑中的多个区域存在男性Y染色体。这一现象很显然持续了很长时间，拥有男性胎儿DNA的女性中年龄最大的是94岁，这也是研究人员第一次有证据证实人类胎儿细胞的这种状况。 善与恶的生物学选择 “人之初，性本善，性相近，习相远，”这是中国古代著名作品《三字经》里的文字。人性本善或恶，一直是哲学家、心理学家、文学研究者探索的方向。 人之善恶的辩证，小者影响人生、事业，大者涉及到文化、社会制度与科技的进展。但是现代科技研究从生物学角度正给善恶一种生物学的选择，人的基因里有不低于8%的病毒基因，亿万年来的生物进化进程中，一些病毒就从DNA进化进入动物体内，这些类似HIV的远古“逆转录酶病毒”的残留DNA约占人类遗传基因DNA的8%（有的研究表明病毒基因占人类基因20%）。 人类基因组中只有2.1万个基因是能够编码蛋白质的，在整个基因组的比例中，仅仅只占1.2%，科学家曾经给其余98.8%不能编码蛋白质的DNA片段起了个名字——“垃圾DNA”，但是最新研究发现，“垃圾DNA”并非垃圾。“垃圾DNA”的作用实际上相当于一个庞大的控制面板，这个控制面板能够调节数以百万计基因的活性。没有这些开关调控，基因将不能协调有秩序的正常工作，而这些面板区域如果不当也许会使人类患上疾病。这也应该适用于其他生物。 在最少几十亿年的生命体长期进化过程中，生命从微小有机物质聚集成细胞或者病毒，再从单细胞过渡到多细胞，从无脊椎演变到脊椎动物，从猿类进化成智慧的人类。这个漫长的过程，包括人类的生命体的进化，细胞与病毒是交替纠缠、不可分割的。 人类数百万庞大的基因组中有许多来自入侵的病毒基因，病毒反复地感染人类的远祖，并将其DNA添加到代代相传的遗传物质中。这些病毒一旦侵入人类基因组，它们有时候成为我们基因中的不可缺少的一部分。它们有时就会制作自身的新副本，这些副本则被粘贴到基因组的其他位置，这些基因会通过复制、遗传，影响或者改变生命体的进化。经过许多代以后，有的发生变异，失去移动的能力。加州大学的大卫豪斯勒说：“我们的基因组里充斥着这些小病毒的腐烂尸体，这些病毒以我们的基因组为家已经数百万年之久了。” 如果这些相当数量的病毒DNA四处跳跃时，在人类基因组中它们就会造成很大的损害，能够干扰基因，使其停止制作重要的蛋白质。数百种遗传疾病就跟这些跳跃密切相关。DNA里的大量非编码DNA在基因组中的最重要工作之一是阻止这种病毒DNA的快速蔓延。 当然，这些入侵者中，有的已进化成有用的形式，某些病毒DNA片段经过进化后能制作出我们细胞使用的基因，一些基因片段则已进化到我们的蛋白质能附着和打开附近基因的位置。 人体基因是有区别的，负责主控的基因权力非常大，可以控制其他基因的开闭，如控制包括细胞分裂、DNA修复以及程序性细胞死亡。而这种规则是为了使基因表达更严密，例如一种专门负责调整监控系统名叫“P53”的基因，负责保证细胞安宁，生物学将“P53”称为基因组的“守护者。对人体来说如果这种基因工作不力，人们就会得癌症。 研究人员桑塔·克鲁兹通过分析发现4000万年前，某种“逆转录酶病毒” 就进入人类祖先的基因组，约在2500万年前就在灵长类动物基因组内迅速蔓延。 更早研究表明“逆转录酶病毒”的残留非常活跃于DNA遗传密码周围，由于这种DNA遍及整个人类基因组的运动，所以使重复基因序列的副本得以扩散，因此这也使“P53”能够控制其他基因。研究人员指出，这种运动提供了一种机制，在此规则下主控基因可在非常短的时间框架内建立起基因控制网络。原来科学家认为，那些残存的重复DNA对于编码毫无意义，是“垃圾”DNA，这项研究说明这些“垃圾”DNA其实是宝藏。 第二节　人的意识是500万亿个微 生物的代表 人的第二个“大脑”藏在胃肠里 人们经常说“心里如何想，”可是理性经常告诉我们，大脑才是人的思维与意识主体。不过哥伦比亚大学的迈克·格尔松教授最新研究发现，在人体胃肠道组织的褶皱中有一个“组织机构”，即神经细胞综合体，该综合体能独立于大脑工作并进行信号交换，它甚至能像大脑一样参加学习等智力活动，同大脑一样，为第二大脑提供营养的是神经胶质细胞，还有负责免疫、保卫的细胞。另外，像血清素、谷氨酸盐、神经肽蛋白等神经传感器的存在也加大了它与大脑间的这种相似性。 科学家发现，胃肠道细胞的数量约有上亿个，迷走神经根本无法保证这种复杂的系统同大脑间的密切联系，胃肠系统之所以能独立地工作，原因就在于人体第二大脑。第二大脑的主要机能是监控胃部活动及消化过程、观察食物特点、调节消化速度、加快或者放慢消化液分泌。十分有意思的是，像大脑一样，人体第二大脑也需要休息、沉浸于梦境。第二大脑在做梦时肠道会出现一些波动现象，如肌肉收缩。在精神紧张情况下，第二大脑会像大脑一样分泌出专门的荷尔蒙，其中有过量的血清素。人能体验到那种状态，即有时有一种“猫抓心”的感觉，在特别严重的情况下，如惊吓、胃部遭到刺激则会出现腹泻。所谓“吓得屁滚尿流”即指这种情况，俄罗斯人称之为“熊病”。 医学界有一种叫神经胃的术语，主要指胃灼热、气管**这样强烈刺激反应。如果加强刺激，那么胃将根据大脑指令分泌出会引起胃炎、胃溃疡的物质。 相反，第二大脑的活动也会影响大脑的活动，比如，将消化不良的信号回送到大脑，从而引起恶心、头痛或者其他不舒服的感觉。人体有时对一些物质过敏就是第二大脑作用于大脑的结果。科学家还需要进一步研究，他们还没有弄清第二大脑在人的思维过程中到底发挥什么样的作用。 纽约西奈山医学院的神经科学家罗伯特·马格斯基的一项研究表明，存在于舌头上的能检测甜味的蛋白质，也存在于胃肠道，在这里，它们同样能尝出糖果的味道。肠道也能品尝出食物的味道，肠道对味道的感觉与舌头品尝甜味方式是一样的。马格斯基认为，人有意识的体验肠道品尝甜味的味道，也可能失败，但是肠道对味道的感觉，会以其他形式体现出来。比如，人们吃了某种食物后，会有特别满足的感觉，尤其是鲜美多汁、香甜可口的食物会让你产生非常幸福的感觉。 当人吃完东西，嚼碎的食物就会进入胃部，胃部得到进一步消化后就进入小肠。在这人体小肠里，食物会被分解成各种组分，比如葡萄糖。糖分子与肠道上的蛋白质受体结合后，就会促使肠道释放激素，调节胰岛素的生成量和我们的食欲。马格斯基说：“在肠道上，很可能存在会对糖分子、脂肪分子、氨基酸分子甚至‘苦味分子’作出反应的细胞，这与舌头对酸甜苦辣作出反应的机制很相似。因此，我们的肚子也能品尝味道。” 不仅仅肠胃能够有味觉感受，最新研究表明，血液也能够识别食物的气味。 2013年，一个科学家彼特—谢伯尔勒带领的科研小组研究发现，血液能够识别到食物的气味。谢伯尔勒指出，血液细胞不仅是鼻子中的细胞，也是气味接收体。 仅有少量食物的味道被鼻子和舌头的接收体所识别，食物气味分子的主要成分进入人体胃部，与血液发生接触，最终抵达人体内部器官。多年以来，我们曾猜测人体内部器官可能具有第二种功能，可以探测到气味和味道成分。他和同事重点调查研究生物胺，例如，巧克力、热可可、肉类、牛奶和奶酪等都含有这种“化学信使”。研究小组隔离人体血液样本中的主要血液细胞，观察研究它们如何发生反应，包括各种刺激性食物和饮料。他们发现像鼻子跟踪分析刚出炉肉桂小圆面包一样，血液细胞会朝向巧克力等食物的“引诱剂”气味成分移动。谢伯尔勒指出，血液细胞不仅是鼻子中的细胞，也是气味接收体。此外，科学家还发现心脏、肺和其他身体部分也具有这样的功能。 肠道细菌能影响情绪：越来越多的研究发现，居住在肠道里的细菌居然也有可能会影响大脑，从而导致影响一个人的情绪和行为。肠道细菌会通过大脑影响你的情绪。你肯定会不相信，但是在看完下面的一项研究后，你或许会开始重视你的肠道细菌，因为它有可能就是你火爆脾气或者软弱不堪的“源头”。 来自科克大学的贾维尔·布拉沃博士和他的团队是这项研究的发起者。他们将小白鼠分为两组，一组使用在酸奶和很多乳制品中都含有的乳酸杆菌属鼠李糖乳杆菌制成的特别食物，而另一组则不使用含有这一物质的食物。在通过这种方法培养一段时间后，研究人员开始了测试。 他们的第一组测试是以封闭和敞开的迷宫为测试，让两组小白鼠分别自由选择，结果是食用过鼠李糖乳杆菌的小白鼠更愿意进入开放的隧道迷宫，数量是未食用鼠李糖乳杆菌小白鼠数量的两倍，这也意味着它更愿意去进行新的尝试，拥有更自信的心态。 而另一个测试则是将小白鼠放在一个密闭的、装有水的容器里，未食用鼠李糖乳杆菌的小白鼠在经过一小段时间的游泳自救后就放弃了，使得研究人员不得不将它们救出来，而食用了鼠李糖乳杆菌的小白鼠则不停进行游泳，直到体力耗尽。 这个实验也直接表明了食用了鼠李糖乳杆菌的小白鼠拥有更加积极的心态。 在进行这两项测试的同时，研究人员对两组小白鼠体内的皮质酮含量进行了测验，食用了鼠李糖乳杆菌的小白鼠在应激条件下分泌的皮质酮含量比未食用鼠李糖乳杆菌的小白鼠低很多，而有助于促进脑活化性的γ-氨基丁酸也是食用了鼠李糖乳杆菌的小白鼠更多。更神奇的是，当布拉沃博士将联系肠道和大脑的神经——迷走神经切断后，两只小白鼠之间的以上差异就瞬间消失了。 因为布拉沃博士现在还没有找到确切的证据证明迷走神经在这项研究上对动物的重要性，比如他们还没有完全的了解透彻迷走神经所起的作用到底是什么，所以还不能完全证明生活在肠道里的微生物能够影响动物的情绪，而且还有一个关键的问题：人类是否在食用了鼠李糖乳杆菌后也会有这些表现。虽然在布拉沃博士进行这项研究之前，已经有其他科学家利用细菌疗法成功地缓解了精神病状患者的肠道综合症，但研究人员依旧不敢轻易地下结论。 当然，如果这项实验以后被证明是可行的，那么我们不得不对一些使用抗生素的病症，例如糖尿病、哮喘和肠道疾病等重新确定治疗方案，因为我们在使用抗生素杀死有害细菌的同时也会杀死有益细菌，所以有必要了解哪些有益细菌会被“无辜”地杀死，从而有针对性地进行补充。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。 最新研究显示，我们的大脑除了推理能力，还能够下意识地进行阅读和基本计算，潜意识似乎比我们想象中的要强大得多。这项发现引发了对抽象思维的一些思考，也支持了“算数并非人类特长”的观点。先前的研究显示，我们的大脑能够下意识地处理一些简单的单词和数字。为了研究我们的潜意识能否处理更复杂的任务，来自耶路撒冷希伯来大学的瑞安·哈森（Ran Hassin）和他的同事们利用一种称为连续闪动抑制的技术来完成这项实验。“这项研究提供了可靠的证据，证明了人类能够潜意识地处理复杂的任务，”来自波尔多大学的弗朗西斯科·里克（Fran ois Ric）说，“这可能将改变我们对大脑运作机制和对“推理” 的认识。”既然实验说明了在无意识的情况下大脑能够进行算数和阅读，那么研究结果就能支持“推理并非人类专利”的言论。里克表示：“人和动物的推理能力永远都是争论话题。” 总结，肠胃生态的知觉 肠胃里的第二大脑系统，能够品尝食物，影响情绪，细菌也能影响人体的感情表达，那么说明人体的意识不仅仅是大脑的产物。习惯食用面食的人在吃大米饭的时候往往感觉吃不饱，这说明肠胃里的细菌可能没有吃到自己习惯的营养而发出的信号。而且大脑下意识的阅读与计算本身也说明，在人体里，有不同层级的自动运作秩序，这种自动运作秩序还有类似人体免疫系统的其他系统。包括人类在内的生物体内，潜伏着各种自发的秩序。本质来讲整个身体是活性有机物、基因、细胞与微生细菌共同的产物。 我的意识，我的团——人体细菌部落植物的叶绿体是从一种能进行光合作用的单细胞细菌——藻青菌进化而来，在进化过程中，藻青菌与植物细胞环境形成共生关系，丧失了独立生存能力，同样包括人及动物细胞内的线粒体前身也是由细菌进化而来，并且与人及动物细胞形成了共生的关系。 人体内线粒体为是细胞的重要能量转化中心，人体每个细胞里平均有300~400个线粒体，线粒体大约为人类头发宽度的1/50，它们把氧气与葡萄糖和其他物质相结合，产生三磷酸腺苷（ATP）作为为身体动力来源。线粒体的结构与细菌非常相似，保有自己的遗传DNA，事实上它们从前确实是自由生活的细菌，后来大约在20亿年前适应了寄生在大细胞里的生活，在互相依存的关系中成为了细胞的一部分。虽然线粒体曾经是一个独立的物种，但它们现在是人身体的重要组成部分。它们还保留了基因组的一个碎片，作为曾经独立存在的印记。它们与宿主细胞之间纠结的关系在历史长河的生命演变里融为一体，线粒体伴随着人体细胞的演变，从能量、繁殖，到细胞自杀、衰老和死亡。 细胞是人体的结构和功能单位。成年人的平均细胞约有40万~60万亿个，细胞的平均直径在10-20微米之间。人的脑细胞共有120-140亿个。肠粘膜细胞的寿命为3天，肝细胞寿命为500天，而脑与骨髓里的神经细胞的寿命有几十年，同人体寿命几乎相等。血液中的白细胞有的只能活几小时。在整个人体中，每分钟有1亿个细胞死亡。最为神奇的是，大脑的神经细胞的神经冲动传递速度超过400千米/小时，相当于777飞机速度的一半。 人体的全部生命体约为400~600万亿个，因为人体内除了40万亿到60万亿个自己的细胞之外，每一个细胞平均寄存着10个细菌，这些还不包括还保留部分基因遗传复制功能的线粒体。如果把线粒体看作生命，那么人的微生物体需要在细胞基础上乘以300倍以上。由于细菌细胞及其微小，他们的总和加起来也只占到人体总重量的1%到3%。人体约有2.2万个可以编码蛋白质的活跃基因，占人体基因组的1.2%，人体基因组里面有不低于8%的病毒基因。而寄存在健康人体的微生物细菌人均约有1万多种，它们让人体所带基因总数增加到了800多万个。 几乎每个人身上都带有一些有害的细菌和病原体种类，但是当人体处于健康状态时，有益菌会抑制有害菌的发作，本会导致人体某些部位发炎的细菌能和各种良性细菌共存且相安无事。人体为细菌提供营养，细菌帮助人体抵抗疾病，细菌可以通过影响神经系统，使人品尝到食物的味道，表达肠胃系统的情绪。长期的进化，使有益菌与人体细胞的已经成为生命体与细菌的一种合作，互惠互利，共生。微生物是与我们身体里的的肝脏和肾脏一样重要的身体器官。 很多人认为，意识是大脑的产物，其实大脑神经连接人体细胞的每个重要区域，人体几乎感觉来自身体的每次感受。但是在细胞层级领域，包括人类在内的动物，就像一个合作体，所有的细胞彼此分工合作。人体在每次感染病毒后，免疫系统一些细胞甚至像蜂群中的蜂一样为保护集体而发起自杀式防卫，有大量的白血球必须自杀以维持血液成分的平衡。 免疫系统会自动对抗有害病毒的入侵，但又会依赖一些有益菌加强自身的实力。一开始人的意识已经脱离了对这些细微的感受，一旦有害病毒在人体内的破坏扩大，人体开始做出发烧等反映，人的意识就开始感觉到痛苦。意识是更应该是人体几百万亿生物体细胞合作后的整体反映。 很多人赞同《自私基因》的观点，认为生物天生是自私的，但是却又无法解释人体免疫系统为什么会通过牺牲自身来对抗病毒对集体的保护。当然也无法解释叶绿体与线粒体为什么会心甘情愿地进入植物与动物体内，默默无闻充当集合中的一个整体的小分子。而事实上基因DNA在进化历史上，一开始并不是生物体的遗传主体，RNA才是遗传主体。只是在以后进化的分工合作中，DNA才被生物细胞分配到了专职遗传工作中来，当然其他有机体也承担了部分遗传工作任务。 在人体内，各个细胞及微生物展开合作，各自分工。而在细胞体内各个有机大功能分子分工，按照某种程序各自忙碌自己的工作，把光子的能量从营养物质中释放出来，在细胞体内有机分子表现出各自的生命活力。 如何解读意识，是现代科学中的一项重要研究，但是我们不应该从脑科学本身解读意识的本质，而是把意识当作500万亿个生物集体来解读，这样就会有不同的结果。结合生物学演化与量子角度，会给意识的解读带来更多的研究方向。 有益菌——人类的盟友 那些寄生在人体的细菌竟然十倍于人体自身细胞数量，人们不仅思考，掌控人体的到底是我们还是那些共生细菌？ 以前科学家认为人的身体是完全可以自我调控运转的。人体能自己分泌消化酶消化食物，自发合成营养物质，转换能量。免疫系统能够自动启动预防系统，避免病毒及细菌等有害物质的干扰，维护身体组织和器官的安全。 最近10多年的研究发现，人体更像一个复杂的生态系统、一个庞大的生物体系的社会群落。超过人体细胞10倍的共生细菌寄生在我们的皮肤、口腔、胃里、肠道等部位，而且人类的基因已经部分含有病毒或者细菌的基因。部分细菌或者病毒，有时候不仅不会危害我们的健康，反而对人体有益，能帮助身体进行消化、生长和防御，甚至变成人体的基因，融合进人体细胞内部成为细胞重要的一部分。 人体内大约有几百万亿左右的非人类有机体，这些大部分是细菌与病毒。人的感冒、结核病、肝炎，都来自病毒感染，但人类的胃和肠道的细菌能够帮助人体消化难以处理的食物，如碳水化合物，细菌把它们分解成较小的分子。它们还通过覆盖肠道表面使有害细菌无法滋生的方式，阻止有害细菌的侵入。有一段时期人们认为阑尾是无用的，现在证明阑尾其实就是细菌库，很多细菌在那里可以休养。一些细菌或者病毒甚至可以产生特殊抗体和防御性的化学物，帮助人体攻击入侵的微生物。如果没有这些细菌，人的生命似乎无法长期独立存在。 在消化系统内，细菌并不是随机分布，而是以不同的种类和数量存在于肠道的不同区域。原生动物、酵母和其他微生物也存在于肠道生态系统内。 从小的时候人体内就有一个微生物群落，当然，更多的细菌是随着人慢慢长大，与周围环境接触的过程中，渐渐形成自己的共生细菌群落的。新生儿在自然分娩时，第一口吸进的微生物是母亲产道内的大量益生菌。这些益生菌携带着良好的基因，它们在婴儿无菌的消化道“安营扎寨”，然后形成多样化的菌群，让人身体保持健康平衡。很显然顺产的孩子比剖宫产的孩子身体免疫力更好。西班牙的科学家玛瑞—卡门—克里亚多等已经发现母乳含有超过700种细菌，这些微生物的多样性能够帮助婴儿消化母乳或者推动婴儿的免疫体系形成。通过母乳喂养能够将有益菌传递给婴儿，帮助其消化母乳或者形成免疫系统。 人在成长环境中，随着与父母、兄弟姐妹、居家，宠物、玩伴、泥土、水、饮食、空气等接触，人体内就会形成一个庞大而复杂的微生物群落。 从遗传学角度来看，所有人的DNA99.9%都是相同的。虽然同卵双胞胎具有完全相同的基因组，但是包括双胞胎在内你几乎找不到细菌群落组成完全一样的两个人。个体生存环境的不同，后期的锻炼、饮食、细菌群落的不同对人类个体的命运、健康、行为会造成不同的影响。 我们身体中的每个细胞都生成唾液酸和岩藻糖两种特殊的糖类营养物，它们是人体健康生存的绝对必要条件，它们还存在于肉、蛋类和乳制品中。分布在肠道上的细胞会分泌出一些粘液，这些粘液一方面覆盖在肠内壁上形成一个无法渗透的保护屏障阻止居住微生物离开肠道进入到血流中；另一方面，肠道菌群极擅长吃粘液，粘液为肠道内的微生物提供唾液酸、岩藻糖等各种糖类营养物。这些微生物可以通过各种方式利用及关掉这一糖源。但在正常的肠道中，许多其他的微生物会利用一些工具来消化唾液酸和岩藻糖，生成其他一些多形拟杆菌需要的物质。这是一个具有共生性质的生态交换系统。 研究人员发现，维生素B12可以帮助人体细胞产生能量、合成DNA、制造脂肪酸，但形成维生素B12的酶必须依赖细菌才能生成。肠道内的细菌可以分解食物中某些难以消化和吸收的成分，但直到最近，他们才发现一个有趣的细节：在人体的共生细菌群落中，还有两种细菌能影响人的消化和食欲，它们是多形拟杆菌与幽门螺旋杆菌。 多形拟杆菌：多形拟杆菌是居住于人及其他动物肠道内的一种重要共生微生物。它能够分解人体本身无法消化的多糖如纤维素等，它在向宿主提供营养的同时也为自己和肠道中的其他细菌获得食物。 多形拟杆菌是一种最优秀的碳水化合物降解细菌，能够将许多植物类食品中的大分子碳水化合物降解为葡萄糖和其他易消化的小分子糖类。人体中没有基因可以合成降解碳水化合物的酶，而多形拟杆菌的基因，能合成260多种消化植物成分的酶，从而帮助人体高效地从橙子、苹果、土豆、小麦胚芽等食物中提取营养素。 通过对小鼠进行实验，研究人员发现，多形拟杆菌可与宿主发生相互作用，向宿主提供营养物质。研究人员先将小鼠饲养于一种完全无菌的环境中（保证它们不携带任何细菌），然后再让小鼠与多形拟杆菌接触。2005年，美国华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员发现，多形拟杆菌通过食用多糖分子，即结构复杂的碳水化合物而存活。多形拟杆菌会让这些营养物质发酵，生成短链脂肪酸（也就是它们的排泄物），为小鼠提供养分。通过这种方式，细菌从那些本来无法消化的碳水化合物中得到了热量，比如燕麦片中的膳食纤维。研究人员还发现，如果要获得相同的体重，那些没有携带多形拟杆菌的小鼠，需要比携带了这种细菌的小鼠多吃30%的食物。 幽门螺旋杆菌：幽门螺旋杆菌是可以在胃内酸性环境中旺盛生存的少数病菌之一，原来人们认为它是引发胃溃疡的病原菌。人们使用抗生素来治疗胃溃疡，这使由幽门螺旋杆菌引发的溃疡发病率下降了50%多。但是现代科学证明该细菌实际上是一种与人体共生的有益细菌，对大多数人都是有益的。它可以调节胃酸水平，创造既适合它生存也适合宿主（人体）的环境。比如，当胃酸分泌过多时，幽门螺旋杆菌会大量繁殖，同时细菌内开始产生一种蛋白质，使胃部减少胃酸的分泌。不过，对于易感人群来说，这会加重幽门螺旋杆菌引起的溃疡。 科学家早已知道，胃可以产生两种与食欲相关的激素：一种是告诉大脑人体需要进食的饥饿激素，另外一种是提示胃已经饱满，不需要再吃的瘦素。 纽约大学的教授马丁·布雷泽（MartinBlaser）和同事2011年做了一项实验，一组携带了幽门螺旋杆菌，另一组则没有携带，然后比较两组受试者饭前饭后的饥饿激素水平。结果显示：携带幽门螺旋杆菌的人，饭后饥饿激素水平会降低。 没有幽门螺旋杆菌的人，则没有这种能力，这说明幽门螺旋杆菌可以调节饥饿激素水平，即食欲高低直接导致人的进食的多少。一项对92名退伍军人的调研显示，使用抗生素导致幽门螺旋杆菌消失的人，比那些未受感染、同等条件的人体重增加得快。也就是说，胃部没有该细菌的人饥饿激素水平不能适时下降，导致饥饿感延长，从而进食增加。 免疫系统与细菌的共生：科学家发现，一些线索指向一种非常新颖的观点：经过亿万年的进化，人体内的细菌群落和免疫细胞已经互相妥协、包容、和平共处。在过去几十亿年的生物进化历程中，细菌有的像线粒体、叶绿素一样，融合进入动植物的身体细胞里面，成为生命运转必须的一部分。有的细菌虽然独立，但是已经成为人体及动物体内的重要环节，这些细菌与人体细胞及免疫系统，组成共同联盟，共同合作，弥补人本身的生理及DNA缺陷。这些有益菌甚至与免疫系统合作，攻击共同的病毒敌人。 T细胞会识别和反击入侵人体的病原体，同时还会引发一系列炎症反应（肿胀、变红、发热等）来痛击病原体。这些促炎T细胞为抵御病原体的危害，会释放一些毒性化合物，这些有毒物质会破坏人体自己健康的的组织。但人体在产生大量T细胞后，又会很快产生调控性T细胞，抵消促炎T细胞产生的效应，最终使得炎症反应减弱，这使免疫系统不再攻击人体自己的细胞和组织。好斗的促炎T 细胞与控性T细胞之间保持平衡，就会使人体保持良好的健康状况。 多年来，研究人员都认为这种平衡的系统，完全是由免疫系统自己生成的。但2011年，美国加州理工学院的马兹曼尼安和同事发现，大多数人（约70%~80%）体内都有一种细菌——脆弱拟杆菌。这种细菌可以释放消炎物质，帮助免疫系统保持平衡。马兹曼尼安认为：这个事实再一次说明，我们并不是自己命运的主宰者，细菌可以使我们的免疫系统运转得更好，这可能是一个颠覆传统的观念，免疫系统后面的驱动力，正是那些共生细菌。脆弱拟杆菌对人体非常有益，帮助我们弥补了人体本身DNA的不足，很多时候，它对我们的免疫系统发号施令，进行操纵。但是，与许多病原体不同的是，这种操纵并不会抑制或减弱我们免疫系统的性能，相反，还有助于免疫系统发挥功能。我们体内的其他有益细菌，也可能对免疫系统有相似的作用。它们增强抗体的产生，激活白细胞（巨噬细胞）吞噬细菌和癌症细胞，预防致病菌对我们细胞的依从性，等等。 其他有益菌也为人体提供了各种帮助，比如乳酸杆菌可吸收高温烹调的肉类产生的致癌化学物。双歧杆菌可产生抗肿瘤物质，帮助人类白细胞摧毁日益增长的肿瘤细胞。一些有益菌还能积极降低致癌物质浓度，如亚硝胺。 在人体肠胃系统内，细菌的丰富的多样性更重要。肠道菌群组成越丰富多样，人的身体状况就越好。细菌可以帮助人体生成维生素，帮助人体的免疫系统发育成熟并变得强大。肠胃系统中的许多细菌与神经细胞和激素生成细胞相互沟通，使身体跟踪察觉到身体与饮食的状况。而且，细菌生成的各种活性物质能够进入到血液中，以各种各样的方式影响人体，影响人体组织发育。这种情况在各种其他动物体内同样的在上演。 身体内的无声战争 健康的人体内有益菌约占30%，中性菌约占60%，恶性菌约占10%。人体细菌可分为3部分：有益菌（有合成维生素、降解食物残渣等作用，如双歧杆菌和乳酸杆菌）、条件致病菌（在一定条件下对人体有害，一般情况下对人体有点好处，如大肠杆菌）和致病菌（对人产生危害的细菌，如产气荚膜杆菌、绿脓杆菌等）。 科学家们发现，一旦构成不利于人体内的细菌群落的环境变化，人体就可能出现新陈代谢上问题，并患上一些疾病。当一些因素使恶性菌数量上升的时候，中性菌就会叛乱，助纣为虐，变成恶性菌，人体出现消化功能紊乱等症状。而在恶性病患者体内（如各种癌症患者），身体微生物平衡被打破，恶性菌的数量会更高。 噬菌体把自己的DNA注入细菌，把它作为一个宿主产生更多的病毒，噬菌体感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等，噬菌体有时有益，有时有害，益是因为它会“吃”掉某些在人体内的病菌，可能起到治病的效果。害是因为它可能会“吃”掉一些益菌或其他本身属于害菌但被人利用做一些有益的事的细菌或真菌，比如，大肠杆菌、葡萄球菌、酵母菌。 此外，人体内肠道内存在像梭状芽孢杆菌、链球菌、类杆菌这样的腐败菌，一旦腐败菌占据优势，就会催人衰老，诱发肿瘤或引起肠炎。而日常中正常菌群占优势，腐败菌繁殖就会被会被抑制。对于大多数人来说，他们体内的、发挥关键作用的有益细菌，即使是最有益的细菌，如果大量繁殖在不恰当的地方，也可能导致严重的疾病。比如，细菌跑到血液中，就会导致败血症。细菌进入腹部器官之间的组织网络中，就会导致腹膜炎。 人的年龄越大，有害菌占的比重越大。随着人年纪增大与饮食结构的调整，身体内肠道内的有益菌、有害菌在人体内微生物所占的比例会做出相应的调整。 到中年后，有害菌逐渐增殖，而益生菌群逐渐减少，有益菌与有害菌经常在肠道内互相斗争，更长时间内有益菌布满肠道的表面，使有害菌没有生存的位置，这样使有害菌因为缺失营养而使其发育受到抑制。因此有益菌在肠道内生长、繁殖，就能构筑成一个生物屏障，阻止外面有害病原体入侵肠道。同时，肠道也是人体免疫器官，有益菌可以分泌一些抗原物质，激活并强化肠道的免疫系统。一些细菌有时通过装死可以逃脱抗生素的惩罚。 在一般环境下，条件致病菌是无害的，但在环境变化下，比如机体受凉、过度疲劳、精神受到强烈刺激或创伤时，人体免疫力就会下降，就会激发条件致病菌变化走向致病菌一边，如金黄色葡萄球菌会引起化脓性病变，变形杆菌会引起腹泻。而对于一些细菌来说，本身就会致病，如结核杆菌引起肺部、肾脏结核，伤寒杆菌引起伤寒，肺炎双球菌引起肺炎。 失菌之痛——人类的潜伏危机 有人因为感染病毒而使用大量抗生素，甚至有的病人长期使用多种抗生素，结果导致人体中大量的正常菌群死亡，破坏了原先的平衡环境，导致某种条件致病菌、霉菌大量繁殖而引起肺炎、肠炎、败血症等。在菌群失调的情况下，病情恢复的难度加大。 抗生素会破坏肠道微生物生态系统，虽然几天后这一生态系统就会开始恢复，但要重新恢复到原来的数量要等一个月甚至更长的时间。并且有可能会永久损失一些组成菌株。在中国很多孩子在突然饮用比较凉的饮料时候，会患支原体肺炎，医院会使用抗生素治疗，导致孩子体内细菌生态系统被破坏，要很长时间才能恢复健康。 斯坦福大学医学院的研究人员利用无菌环境出生和喂养的小鼠展开了一系列实验，用来模拟使用抗生素情况下的人体环境。研究人员发现，肠道中的这些坏细菌利用好细菌释放的营养物质。艰难梭或者伤寒沙门氏菌能够利用唾液酸作为能量来源，但却不能分解肠道粘液，也不能释放其他细菌需要的岩藻糖。在缺乏大量其他正常细菌进行营养竞争的情况下，多形拟杆菌生成了过剩的唾液酸，导致有害菌获得营养后大量滋生。这两种有害菌积累到一定数量后，就会通过诱导炎症来消除有益菌。而炎症会损害正常肠道生态系统的恢复，但沙门氏菌和艰难梭菌却能在这一条件下旺盛繁殖。抗生素成了肠道致病菌的“帮凶”。 有害菌占据优势将使人体面临威胁，甚至付出生命代价。 如果小鼠不接触病原体，仅用抗生素处理，在抗生素治疗大约3天后随着共生菌开始恢复唾液酸的浓度会恢复到正常水平。这项近似抗生素破坏的肠道微生物系统的研究发表在《Nature自然》杂志上。 除了抗生素乱用导致有益菌群死亡失去平衡外、有些人使用同位素或激素也会导致菌群失调。所以除了因病毒防治或特殊工种的需要之外，人们不应该轻易使用消毒剂、抗生素、（如空气）消毒剂，也不要经常用杀菌剂对口腔、皮肤、隐私进行消毒。避免正常菌群失去平衡，使人体天然免疫保护机能下降，导致致病菌和条件致病菌的生长繁殖，引发身体疾病诞生。 在美国，80%的老一辈体内都携带有耐酸的幽门螺旋杆菌。而现在，只有不到6%的美国儿童，在检测幽门螺旋杆菌时，结果为阳性。纽约大学的教授马丁·布雷泽认为：这些儿童经常使用高剂量的抗生素，他们体内的微生物组成，已经发生了很大改变。比如，大多数美国医生都用抗生素治疗儿童中耳炎，可能正是由于青少年大量使用抗生素，改变了他们肠内细菌的组成，才导致儿童肥胖症日益增多。在细菌群落中，不同的细菌会分别对人体脂肪、肌肉和骨骼干细胞产生不同的影响。而让青少年使用抗生素，会消灭某些特定的细菌，干扰正常的生理信号传导，最终导致脂肪细胞过剩。 随着幽门螺旋杆菌和其他细菌的不断消亡，人们食用高热量食品，劳动越来越少，滥用抗生素，大量使用化学品，人体内微生物群落的生态平衡似乎正在被打破。这不仅仅会影响肥胖问题，而且一旦进化出超级病毒，如果再也没有帮助人体抵抗这些病毒的有益细菌的话，也许就像艾滋病一样，人类将面临着重大生存危机。 过去几十年中，通过剖宫产进行分娩的孕妇数量急剧增加，使一些重要的菌株无法通过母亲的产道传递给婴儿。现代化生活使孩子们无法直接接触大自然，反而更多使用抵抗细菌的洗浴用品以及随着兄弟姐妹的减少、玩伴的减少、饮用水的过于洁净化等这些措施虽然避免了染病，但也减少了与那些共生细菌接触的机会。因为人们生活方式的改变，有益人类免疫系统的脆弱拟杆菌与幽门螺旋杆菌一样，正面临灭绝。 美国加州理工学院马兹曼尼安认为：我们在努力使自己远离病原体的同时，也断绝了自己与有益微生物之间的联系。我们的本意是好的，但我们将为之付出沉重的代价。如果人体没有脆弱拟杆菌，将导致人体免疫系统的紊乱。因为脆弱拟杆菌产生的多糖A对免疫系统发送信号，令其产生更多的调控性T细胞，避免那些好斗的T细胞攻击它们所撞见的任何东西，包括人体自己的组织。近年来免疫系统疾病，比如克罗恩氏病、I型糖尿病、多发性硬化症等疾病的发病率提高了七八倍，就与有益细菌的减少有关。导致这些疾病的，既有自身原因，又有外界原因，作者相信外界原因就是共生细菌群落，它们的改变正在影响我们的免疫系统。我们生活方式的改变，导致微生物群落发生改变，脆弱拟杆菌和其他抗炎微生物减少，进而导致调控性T细胞发育不良。对那些遗传学上的易感人群来说，这种变化可能会导致免疫性疾病和其他疾病。 现代社会，很多儿童要矫正变形的牙齿，一方面，这与饮食中缺乏硬质食品有一定关系，另一方面人类口腔中的细菌随着饮食结构的变化，也在变化。2013年2月，一个由澳大利亚阿德莱德大学、英国阿伯丁大学凯斯·多布尼等参与的国际研究小组，经过17年对古人类牙石中保留的细菌DNA的研究，从进化角度揭示了饮食变化对人类健康状况造成的影响，这个时间跨越了从石器时代到后工业时代7500年的历史。相关论文发表在最近出版的《自然—遗传学》上。该研究领导阿德莱德大学的艾伦·库珀教授认为：这些古代基因记录显示，当人类进入农耕时代，工业革命带来了食品加工业，人们的饮食习惯也随之改变，口腔细菌开始向不利的方向发展。随着种植业的出现，人类口腔细菌组成发生了明显变化，而再一次显著改变是在大约150年前，工业革命时期出现了糖和面粉加工业，口腔细菌菌种多样性减少，能导致龋齿的菌种占了统治地位，而现代人的口腔基本处于持续不断的疾病中。 随着现代社会的科技发展，世界与西方医学走过了一个弯曲的道路，比如对抗生素的乱用，植物体内转入病毒及细菌的基因，导致产生不明调节人体的机制。远离农村生活使人无法接触新鲜的蔬菜，不良的蔬菜熟食习惯，越来越多的现代工业食品及添加剂的使用，现代化汽车及工业污染对人体免疫系统危害的加重，地球生态环境的不断加重，这些现代化的副作用也都在不断地呈现。如果几十年前人们对抗生素还抱有盲目的崇拜，从来没想过它对人体有益菌的伤害，那么今天转基因在商业利益驱动下正在悄悄地改变着传统农业与人们的饮食安全，我们是否应该更加谨慎对待呢？ 通过细菌移植治疗疾病 细菌群落是人体内不可缺失的重要组成部分，没有它们生命将无法维持。人体肠胃系统与大量细菌部落形成一个庞大的生态系统。大量友好细菌不仅帮助人体品尝味道，表达情绪，而且在消化、生产维生素、调节激活人体免疫功能，破坏食物中的致癌物质，帮助人体免受癌症的侵犯。 有益菌分泌抗菌物质，为肠道提供一个生物防护系统，积极地对抗有害的生物体，使人体处于健康平衡状态。如果这个肠道防护系统被致病病原体破坏。将导致有益菌的生长受到致病病原体的排挤。肠道致病菌威胁肠道健康，抗生素可以帮助人治病，但是抗生素也帮助肠道致病菌杀死有益菌，从而破坏人体防护机制与免疫系统。人体失去有益菌也与人们的生活习惯相关。国际上细菌的作用越来越受到科学界与医疗界的重视，人们试图通过恢复人体的细菌群落来治疗一些重大疾病，恢复一些慢性疾病患者的身体健康。 肥胖是心血管病、糖尿病、骨质疏松症和包括一些癌症在内的其他疾病的一个风险因素。在现代化生活下，人们缺乏足够多的运动，食用高能量的食物，这些生活方式导致代谢疾病变得越来越普遍。全世界肥胖病人越来越多：2005年，全世界有四亿肥胖病人，科学家预计到2015年将会有7亿。有些人似乎更容易肥胖，科学家一直探索肥胖的原因。 中国遗传学会国际合作委员会主任杨焕明院士领导的研究小组做了小鼠的肥胖实验。筛选两只白鼠，喂养方法都一样，食量也一样，一只胖，一只瘦。怎么给胖白鼠减肥呢？其他都不动，只把它肠子里的微生物换一换，这样一来，胖的现在变瘦了，瘦的变胖了。 2013年8月，由法国Jeroen Raes博士等人领导的一个国际研究小组利用DNA 分析和生物信息方法绘制出了人类肠道菌群的图谱。该研究发现微生物丰富多样性少的群体比丰富多样性多的群体显现出更多肥胖的特征。该研究针对 292 名丹麦人的肠道菌群进行遗传分析，结果显示有1/4的人的肠道菌群基因跟相比，平均水平要少40%，细菌数量也相应减少。这1/4的人不仅肠道细菌数量少，他们的细菌多样性也少。通过进一步研究发现，微生物丰富多样性少的人往往携带更多的促炎症的细菌，也含有更多的体内脂肪，患上前期糖尿病、Ⅱ型糖尿病、缺血性心血管疾病等与肥胖相关的疾病的风险更高。微生物丰富多样的人则包含更多的抗炎症细菌。研究结果发表在《Nature自然》杂志上。 在发表在同期《自然》杂志上的另一项研究中，由法国国家健康与医学研究院（INSERM）领导的一支研究小组证实通过维持至少6周的低脂饮食，身体超重者肠道内菌群数量和多样性都得到了改善。这意味着如果改变饮食习惯，人们就可以修复自身的一些肠道菌群损害。 2013年5月，发表在《国家科学院院刊》的一项研究表明，瘦小人群和肥胖人群肠道中的细菌数量和细菌类型存在差异。比利时鲁汶天主教大学的研究人员对一种Akkermansia muciniphila细菌进行了研究。这种细菌通常在肠道中占据3%~5%，但是在肥胖人群中数量比较少。研究人员对肥胖老鼠进行了实验。给一些肥胖老鼠喂食了这种细菌，这些高脂饮食喂养的老鼠比瘦小的普通老鼠胖2~3倍，结果发现在没有改变饮食的情况下，这些肥胖老鼠体重减少了一半。这证明了特定细菌与新陈代谢之间有着直接的关系，这种细菌能够使肠道粘液屏障的厚度增加，进而阻止一些物质穿过肠道进入血液，同时也改善了来自于消化系统的化学信号。在饮食中添加一种能增加Akkermansia muciniphila细菌水平的纤维，达到类似的效果。Cani教授声称，这只是研究的初期，最终将使用这些细菌预防或者治疗肥胖和2型糖尿病。 肠道菌群实际上可被视作像我们的心脏和大脑一样的一种器官，因此必须以最好的方式来照顾有益健康的菌群。 中医粪便移植治疗方案渐成为西方医学界的“香饽饽”：2013年9月2日，中国科学报消息，粪便移植为治疗很多疾病提供了新希望，而这种治疗方案最早来自于一千几百年前的中医。 在美国，每年因为患有艰难梭菌而丧生的至少有1.4万人。在荷兰阿姆斯特丹学术医学中心（AMC），Max Nieuwdorp医生遇到了一个棘手的病例：一名81岁的女性因尿路感染引起并发症而入院治疗。她患有严重的褥疮，且高烧不退、无法进食。在抗生素已经消灭了病人的结肠微生物种群后，一种名为艰难梭菌的机会性致病菌入侵了她的身体，引起了严重腹泻和炎症性肠病。这名女性患者因为使用了几个疗程的万古霉素（这类病例中的常用抗生素）而使这种细菌产生了抗药性。 Nieuwdorp 通过检索医学期刊数据库来寻找任何可以挽救病人生命的方法。 他找到1958年Ben Eiseman （当时是美国科罗拉多大学丹佛分校的内科医生）的论文时，打算采取粪便移植的治疗措施。 Nieuwdorp医生对该病人进行结肠冲洗（希望借此也能清除艰难梭菌），他将她儿子的排泄物和盐水混合，通过插在鼻子上的一个薄塑料管，将混合物直接注射入病人的十二指肠。治疗3天后，该病人出院了。 Nieuwdorp和Bartelsman在几个月内治疗了另外6名艰难梭菌患者。其中4名病人立刻痊愈，另外两人接受了来自第二名捐赠者的粪便移植。现在很多医生都同意艰难梭菌肠道感染能够通过粪便移植的方法治愈。研究人员还认为，这种大规模替代肠道微生物菌群的方法也有助于治疗其他疾病，例如炎症性肠病、糖尿病和难以捉摸的慢性疲劳综合征。目前，越来越多的医生采用了粪便移植这种治疗措施。 Nieuwdorp已经成为推广更多研究的主要倡导者。2013年1月，该学术中心AMC团队在《新英格兰医学杂志》（NEJM）上发表的文章描述了一个粪便移植的随机对照临床试验——这类研究首次被公开报道。Nieuwdorp还和其他实验室科学家开展合作，以更好地理解其作用机制。他希望，这些研究最终能帮助医生由粪便移植转为更精细的治疗手段，以给病人注入选定的菌株。 中医的启发：Eiseman开创性的论文发表在《外科学》杂志上，描述了用肛门灌注液状粪便的方法治愈了4名患假膜性小肠结肠炎的病人（症状和艰难梭菌严重感染的病人相似，但可能由一种不同的细菌引起）。这不是首次在医疗中使用粪便，用粪便悬浮液治疗食物中毒和严重腹泻首次由中国医生于4世纪进行，到了17世纪被用来治疗肠道疾病的初生的乳牛。 2010年，《纽约时报》刊登了一篇文章，介绍了美国明尼阿波里斯市明尼苏达大学医学中心的胃肠病学家Alexander Khoruts用粪便移植的方法成功治愈了一名艰难梭菌严重感染的患者，之后美国学界对粪便移植的研究兴趣愈发浓厚。 Nieuwdorp与荷兰瓦赫宁根大学微生物生态学家Willem de Vos（厌氧菌类的专家）展开合作，de Vos说：“我们已经证明，一些重要的菌种在艰难梭菌患者体内丧失了，而另外一些有害的菌种大行其道。”他的研究还证明，艰难梭菌患者体内的微生物多样性程度仅仅与一名1岁大的儿童相当。但经过抑制治疗之后，来自捐赠者的厌氧性细菌会停留在患者的肠道内，帮助患者恢复微生物多样性。 最近，美国食品药品监督管理局放行了旨在治愈艰难梭菌的一项临床二期实验。一家名为Rebiotix的美国公司也在做同类研究。Rebiotix公司的创立者兼CEO Lee Jones在一份邮件中写道：“我们并不认为本公司的产品是粪便移植，相反，我们正在开发的是一种基于生物医药形式的微生物修复治疗方法。” Nieuwdorp认为这种治疗方法还存在多种可能性，粪便移植的禁忌已经不复存在。 粪便移植的原理明显利用了恢复肠道内的微生物生态系统，通过粪便移植，使患者体内增加了微生物的多样性，使有益菌获得了足够多的数量，抑制有害细菌的生长。这与古代中医的一些治理方案非常类似。 第三节　挑战达尔文：微生物也是进化的主角！ 在进化历史上，人们总是依据达尔文的进化论强调基因在生物进化中的作用，把基因当作遗传及进化的主角，把微生物与基因之间的共同性忽视了。一个成年人体大约有50万亿个细胞组成，但是微生物是人体细胞的10倍，人体及动物本质就是一个细胞群体与微生物群体的合作群体，动物及人体很多基因来自微生物，人体细胞含有大量的原始独立的微生物线粒体。 20世纪80年代，理查德·杰斐逊就提出人类微生物在人类进程中扮演着关键角色。比如，多达65%的睾丸素的循环过程可能与微生物有关，这说明微生物会影响我们体内的性激素水平。不同的细菌种群会在人的腋窝里形成不同的气味，微生物是产生我们体味微小芳香分子的关键之一，体味在某些动物择偶方面发挥着重要作用。杰斐逊据此指出：“生育、繁殖和择偶，是达尔文自然选择中的‘三驾马车’，全都受到微生物的影响。”这或许意味着，动植物能不能成功繁衍后代，部分取决于生活在它们身上的独特的微生物组合。 杰斐逊得出这样的结论：微生物在进化过程中非常重要，因此，科学家们应该把寄生在动植物身体上的微生物看成一个整体，并称之为“功能单元”。“这个单元由许多个体基因组构成，有时甚至上千，其中的组合及数目还在不断变化。”杰斐逊主张，这种功能单元才是自然选择的基本单元，并进一步提出“全基因组”的演化理论。 同样，以色列特拉维夫的微生物学家尤金·罗森伯格也得到了相似结论。 他在研究地中海东岸的珊瑚时发现，这里的珊瑚曾感染希利氏弧菌，并触发了白化，但一段时间后，珊瑚却没有大面积白化反而恢复了原样。这使他认识到，尽管这些珊瑚的基因组并没有发生任何改变，但微生物的变化能够让珊瑚抵御感染，而且能够代代相传，整体看珊瑚还是进化出了抵御白化的能力，这说明对一种生物的进化，起决定性作用的，除了基因还有那些微生物群落。罗森伯格认为，人们把生物跟寄生于其上的菌群分开，只是为了研究的便利，但从自然选择的角度出发，宿主基因组和微生物基因组是一个整体，它们才是自然选择的对象。罗森伯格因此预言：大多数动物会从上一代身上继承基本相同的微生物，亲缘关系较近的物种也会拥有亲缘关系较近的微生物。 这些观点得到了一些微生物学家的支持与拥护，美国范德比尔特大学的微生物生态学家塞思·波登斯坦也认为，在对生物进化的研究中，“应该研究使这个整体发挥功能的全部遗传信息才对。”波登斯坦的研究团队用抗生素“利福平” 杀死了白蚁体内的某些微生物。他们发现，用过抗生素的白蚁产下的后代与未用抗生素的白蚁相比，数量要少得多。他们推测，原因应该是肠道菌群被抗生素破坏，从而降低了这类白蚁从食物中获取营养的能力。波登斯坦还发现，在金小蜂中，演化亲缘关系越近的蜂种，体内的微生物群落也更相似——这完全符合罗森伯格的预言。 这个理论对于传统达尔文物种进化而言具有颠覆性的冲击作用，也许整个理论也可能被修改，但是生物学界的大多数科学家依然对此持否定态度。 英国牛津大学研究群体演化的安迪·加德纳就是反对者之一。他说：“我想说，大部分演化生物学家都会同意，（宿主与微生物之间）肯定存在大量合作，但它们之间也有冲突，微生物有时也会对宿主做一些不利的事情，因此我不太倾向于把它们纳入一个整合的生物体。” 罗森伯格坚持：动物有时候能够把后天获得的特征遗传下去，这个过程是可以用实验来验证的。罗森伯格与学生尝试重复了一项实验——改变果蝇的饮食，观察其后代是否会改变择偶标准。他发现，两代之后，以糖浆为食的果蝇不再选择以淀粉为食的果蝇为择偶对象，但使用“利福平”杀死果蝇的细菌后，“淀粉果蝇”与“糖浆果蝇”又能互相择偶了。这表明，微生物对宿主的繁殖和择偶非常重要。饮食变化导致肠道细菌的改变，进而影响了果蝇择偶的偏好，那么从理论上讲，这就有可能导致一个物种一分为二——出现新的物种，一般而言，生物学家把一群能够相互**产生后代的相似生物定义为一个物种。在生物进化历史及现实中，一条山脉，一座远离大陆的岛屿，彼此遥远距离的大陆，气候的变化，饮食习惯，都会导致新的群落出现。 对理查德·杰斐逊，罗森伯格等人同样持有质疑态度的有美国芝加哥大学的生物学家杰瑞·科因和美国纽约宾汉顿大学研究群体选择的戴维·斯隆·威尔逊。杰瑞·科因认为，几乎找不到任何内共生菌导致物种形成的例子，却能列出一大堆生物基因改变产生新物种的例证。戴维·斯隆·威尔逊也认为，就算真的证明共生微生物在新物种的形成过程中起着重要作用，那也不一定就支持把生物看成是“拥有全基因组的超有机体”这一观点——物种形成可能只是微生物操纵宿主而带来的副产物，并不是微生物和宿主为了共同利益一起演化的结果。 对于这些质疑，罗森伯格认为：现在甚至不知道大多数动物身上都有哪些微生物，更不用说理解它们在进化中所起的作用了。“我们以往倾向于把微生物与核基因分开对待，但我认为现在的一些研究证明微生物与核基因组同样重要。” 波登斯坦说，“至少目前来看，复杂生命的‘共生’概念，还会在基础生物学和生物医学领域长久地存在下去。” 19世纪初，拉马克曾提出一套演化理论，认为生物能够把有生之年里获得的适应性特征传给后代。虽然达尔文也有过类似想法，但有一个阶段，这样的观点已经被推翻了。不过近几年在生物学上拉马克主义再次重新成为热门研究，而且获得性遗传更多的实验支持。事实上，在科学进化历史上，绝对性的东西一直不存在，很多观点是互相交叉的，有时候是阐述问题的习惯与角度不同，有时候是层次存在一些差别。 尽管自然选择解释了物种如何随时间变化而变化，但对解释新物种最初如何产生这个问题上，达尔文在《物种起源》中也没有讲清楚。当然在达尔文所在的那个年代，科学环境与现代具有很大的不同。如果达尔文生活在现代，也许他的观点更加潮流，肯定会把更多的基因与微生物细节考虑进去，甚至会把量子特性、有机分子的因素考虑进生物进化中去。 关于基因群落构成生命遗传中心，在第八章我们已经阐述，除了基因之外，卵细胞环境、小RNA、甲基化、蛋白质等也具有遗传因素，在人类进化历史上我们不能忽视微生物群落的角色。人身体的微生物群是人体细胞的10倍，细菌扮演着重要作用，生物进化应该是生物整体与微观共同与环境作用的结果。 在漫长几十亿年从量子到有机物质、从有机物到生命单细胞、从单细胞到多细胞、从简单多细胞生物到复杂多细胞生物、从复杂多细胞无脊椎到有脊椎人类的演化过程中。像本章第一节讲的细菌早已成为生命中的重要组成部分，像多形拟杆菌、幽门螺旋杆菌等不仅仅与生物体细胞共生，脆弱拟杆菌还与免疫系统共同抵抗病原体的侵略。像线粒体这种细菌也融入人体细胞，叶绿体这种细菌融入植物内部，它们成为生命能量的重要来源。 如果没有线粒体，人类及动物无法转化食物的能量，也无法存活；如果没有叶绿体，植物无法生长，也无法供应给动物界食物。病毒也会把自己的部分DNA镶嵌在人体细胞内的生物体基因里面。在个别动物身上，携带叶绿体的微生物细菌正与动物形成共生体，成为动物的一部分。而组成人体（生物）的细胞，不仅仅使体外能够在适度环境中自己复制、繁衍、生活，而在从单细胞向多细胞的演化过程中，生物体本身就是多细胞合作的结果。如果进一步探索，细胞中的DNA、蛋白质，也正是有机物质合作的成果，所以还有单独的蛋白质及RNA （DNA的前身）这些病毒在细胞体外表现的毫无生命迹象，但是一旦存在于细胞等微生物体内环境中，就会表现出生命的特征。 从一种意义来讲，人体每个细胞含有平均百个以上的线粒体，如果把线粒体看做单独细菌，那么人的细胞正是有机物质合作共生的结果。而事实上生物演化的逻辑也在于此。 前面量子智慧一章已经论证，作为物质的微观组成部分，量子本身已经拥有记忆性、自我组织性、系统协调性三个特征，而无论是DNA、蛋白质，还是其他有机物质更具有了这种自我协调性、记忆性与组织性（从蛋白质朊病毒与RNA类病毒及病毒研究总结）。 如何理解生命、理解人的意识之谜，我们必须应该知道，人不仅仅是代表的个体，还是一个500万亿生命体的集合。从更微观的角度来说，人及生命是数万万亿量子的微观集合，是宇宙物质的天然体现。 总结：你的意识是500万亿微生命的集体代表尽管自然选择解释了物种如何随时间变化，但对解释新物种最初如何产生这个问题上，达尔文的《物种起源》中也没有讲清楚。当然达尔文所在的那个年代科学环境与现代具有很大的不同。如果达尔文生活在现代，也许他的观点更加潮流，肯定会把更多的基因与微生物细节考虑进去，甚至达尔文会把量子特性，有机分子的因素考虑进生物进化中去。 基因群落构成生命遗传中心，在第八章我们已经阐述，除了基因之外，卵细胞环境，小RNA，甲基化，蛋白质等也具有遗传因素，在人类进化历史上我们不能忽视微生物群落的角色。人身体的微生物群是人体细胞的十倍，细菌扮演着重要作用，生物进化应该是生物整体与微观共同与环境作用的结果。 在漫长几十亿年从量子到有机物质，从有机物到生命单细胞，从单细胞到多细胞，从简单多细胞生物到复杂多细胞生物，从复杂多细胞无脊椎到有脊椎人类的演化过程中。象本章第一节讲的细菌早已成为生命中的重要组成部分，象多形拟杆菌，幽门螺旋杆菌等不仅仅与生物体细胞共生，脆弱拟杆菌还与免疫系统共同抵抗病原体的侵略。象线粒体这种细菌也融入人体细胞，叶绿体这种细菌融入植物内部，它们成为生命能量的重要来源。 如果没有线粒体人类及动物无法转化食物的能量，也无法存活，如果没有叶绿体，植物无法生长也无法供应给动物界食物。病毒也会把自己的部分DNA镶嵌在人体细胞内的生物体基因里面。在个别动物身上，携带叶绿体的微生物细菌正与动物形成共生体，成为动物的一部分。而组成人体（生物）的细胞，不仅仅是体外能够在适度环境中自己复制，繁衍，生活，而在从单细胞向多细胞的演化过程中，生物体本身就是多细胞合作的结果。如果进一步探索，细胞中的DNA，蛋白质，也正是有机物质合作的成果，所以还有单独的蛋白质及RNA(DNA的前身)病毒，这些病毒在细胞体外表现的毫无生命迹象，但是一旦在细胞等微生物体内环境中，就会表现出生命的特征。 从一种意义来讲，人体每个细胞含有平均百个以上的线粒体，如果线粒体看做单独细菌，那么人的细胞正是有机物质合作共生的结果。而事实上生物演化的逻辑也在于此。 而前面量子智慧一章已经论证，作为物质的微观组成部分，量子本身已经拥有记忆性，自我组织性，系统协调性三个特征，而无论是DNA，蛋白质，还是其他有机物质更具有了这种自我协调性，记忆性，与组织性（从蛋白质朊病毒与RNA类病毒及病毒研究总结）。 如何理解生命，理解人的意识之谜，我们必须应该知道，人不仅仅是代表的个体，而是一个500万亿生命体的集合，更微观说，人及生命是数万万亿量子的微观集合。是宇宙物质的天然体现。