《我擁群像》:對大部分的動物來說,「讓世界變無菌」意味著死神的降臨

《我擁群像》:對大部分的動物來說,「讓世界變無菌」意味著死神的降臨
Photo Credit: AP/達志影像
我們想讓你知道的是

本書要徹底打開通往新世界的大門,探索體內不可思議的宇宙,瞭解我們與微生物相依為命的起源,它們如何用超乎意料的方法改變我們的身體,也形塑我們的日常生活。

唸給你聽
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文:艾德.楊

  • 本文節錄自《我擁群像》書序

我們的細胞裡攜帶2萬到2萬5000個基因,但根據估計,體內微生物的基因數估計是這個數字的500倍。巨大的遺傳潛力加上飛快的演化速度,讓它們成為操控生物化學的大師,能應付各種挑戰。微生物幫助我們消化食物,並釋放原本無法獲得的養分,也為我們提供飲食中缺乏的維生素和礦物質。

微生物一方面幫我們分解有毒、危險的化學物質,一方面則取代或用抗菌化學物質殺死危險的微生物,保護我們免受疾病侵害。此外,微生物製造的分子影響我們散發出來的體味。微生物是如此不可或缺,我們將生活中各種想得到或想不到的任務都託付給它們,例如:引導身體構成,釋放分子和信號導引器官的生長;教育免疫系統,訓練它分辨敵友;影響神經系統發育,甚至可能影響我們的行為舉止。

微生物深刻而廣泛地為我們的生命付出,並遍布我們身上的每個角落。如果我們在審視自己的生命時忽略它,就是以管窺天了。

本書要徹底打開通往新世界的大門,探索體內不可思議的宇宙,瞭解我們與微生物相依為命的起源,它們如何用超乎意料的方法改變我們的身體也形塑我們的日常生活,以及我們為了確保能與它們保持不越界的伙伴關係所使用的各種手段。你將目睹我們是如何在無意間破壞這層伙伴關係,危害自己的健康;也將知道如何操縱微生物群落來扭轉這些處境,來造福我們自己;也將聽到一群富有想像力且充滿幹勁的科學家,不畏嘲弄、否定和失敗,致力於瞭解微生物世界的故事。

當然,我們不只關心人類。(註1)我們也將看見微生物如何賦予動物非凡的力量、演化的機會,甚至是自己的基因。戴勝(hoopoe)是種鳥喙和冠羽讓頭部看起來像十字鎬,全身帶著虎斑紋路的鳥。牠會從尾巴下的腺體分泌出充滿細菌的液體,將之塗在蛋殼上,利用細菌釋放的抗生素阻止其他危險的微生物滲透蛋殼,傷害雛鳥。

切葉蟻(leafcutter ant)身上因為帶有可以產生抗生素的微生物,讓牠能幫自己在土壤中培養的「真菌菜園」消毒。長有尖刺,可以鼓起身體的河豚藉由細菌製造的河豚毒素──一種十分致命的物質──讓企圖捕食牠的掠食者中毒。科羅拉多金花蟲(Colorado potato beetle)是種主要的作物害蟲,當牠啃食植物時,會利用唾液中的細菌抑制植物的防禦機制。

斑馬條紋的天竺鯛(cardinalfish)帶有會發光的細菌以吸引獵物。蟻獅(ant lion)是種長著駭人下顎的掠食性昆蟲,其唾液中細菌產生的毒素會使獵物癱瘓。有的線蟲(nematode)會藉由吐出有毒的發光細菌到昆蟲體內來殺死牠們(註2),有的則會利用從微生物中偷來的基因進入植物細胞,造成巨大的農業損失。

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Pjt56 - 自己的作品, CC BY-SA 4.0, 連結
切葉蟻身上因為帶有可以產生抗生素的微生物,讓牠能幫自己在土壤中培養的「真菌菜園」消毒。

我們與微生物的結盟再三地改變了動物演化的過程,也改變了周遭的世界。理解這種聯盟重要性的最佳方式,就是去思考如果它瓦解了會發生什麼事。

想像一下,如果這個星球上所有的微生物突然消失,往好處想是不再會有傳染病,許多害蟲也無法維生──但好消息僅止於此。草食性的哺乳動物,如牛、羊、羚羊和鹿都會餓死,因為牠們完全依賴腸道微生物分解堅韌的植物纖維;非洲草原的獸群將會消失。同樣必須依賴微生物幫助消化的白蟻也會消失,將白蟻做為食物來源或仰仗蟻丘做為防護的大型動物也會不見。蚜蟲、蟬和其他吸食樹液的昆蟲會因沒有細菌補充它們飲食中缺少的養分而滅亡。

到了深海,蠕蟲、貝類等動物完全依賴細菌獲取能量,一旦沒有微生物,牠們也會死亡,黑暗深海世界中的食物網將因此崩潰。較淺的海洋還好一些,但依賴微型藻類及非常多種細菌的珊瑚,將因為少了它們而變得虛弱而易受攻擊。原本強大的珊瑚礁群會白化、被腐蝕,其孕育的生命都將受到影響。

奇怪的是,人類倒還過得去。對其他的動物來說,「無菌」意味著死神降臨,但人類不同,我們還可以苟活數週、數月甚至數年。我們的健康或許最終會受到影響,但我們將面臨一些相較之下更急迫的問題:少了微生物這個腐爛之神,廢物會急速堆積;我們養的牲畜也將步上和其他草食性哺乳動物一樣的滅亡後塵;農作物也逃不過,沒有微生物為植物提供氮,地球上的植被將經歷災難性的滅亡(由於本書完全側重在動物,我在此向植物學愛好者致上最誠摯的歉意)。

微生物學家傑克.吉爾伯特(Jack Gilbert)和喬許.紐菲爾德(Josh Neufeld)在這一系列想像的實驗後寫道(註3),「從食物供應鏈的浩劫看來,我們可以預測大概只消一年不到,人類社會就會完全崩潰,地球上大多數的物種將會滅絕,倖存物種的族群規模也將大大衰減。」

微生物很重要。我們一直以來都忽略、害怕,甚至仇視它們,但現在該是改變的時候了,若不試著欣賞它們,我們對自己的認識就會顯得非常薄弱。我希望藉由本書向你展示動物界的真實面貌,以及當你將微生物視為伙伴時,世界會變得多麼奇妙。本書是另一個版本的自然史,我們將在偉大自然學家們打下的基礎上繼續深化它。

註釋
  1. 戴勝:Soler et al., 2008;切葉蟻: Cafaro et al;2011; 科羅拉多金花蟲: Chau et al., 2011;河豚: Chung et al., 2013;天竺鯛:Dunlap andNakamura, 2011;蟻獅:Yoshida et al., 2001;線蟲:Herbert and GoodrichBlair, 2007。
  2. 美國南北戰爭期間,這些發光的微生物也跑進士兵的傷口,並為他們的傷口消毒;部隊叫這神祕的守護光為 「天使的耀輝」(Angel’s Glow)。
  3. Gilbert and Neufeld, 2014.

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書籍介紹

《我擁群像:栽進體內的微米宇宙 看生物如何與看不見的微生物互相算計、威脅、合作、保護 塑造大自然的全貌》,臉譜出版
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作者:艾德.楊
譯者:田菡、楊仕音、劉蓉蓉

你知道嗎?當你伸手觸摸桌子,微生物會從你的手飄到桌面上;當你開口說話,它們會像吐出的霧氣一樣從嘴裡噴出來。這些看不見的小居民以難以想像的數量住在我們的皮膚、腸道、口腔等各個身體部位裡,既能幫助我們建立免疫系統,但也可能讓我們生病,微生物與動物的互動關係其實就像八點檔,充滿愛恨情仇。

這是一個以微生物為中心的未來,這是一本縱橫微生物學研究的著作。作者艾德‧楊整理了數百篇的學術論文,先是徹底翻轉我們對這個微小宇宙的認知,再帶我們探進密集、複雜又絢麗的花花世界,最後,楊還將為你換上截然不同的眼睛與腦袋,讓你不僅看自己不再是自己,還能瘋狂想像微生物主演的未來。

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Photo Credit:臉譜出版

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航