是谁打破了细菌的隐形身份?一篇文章带你了解世界显微镜之父 医学生看显微镜的世界之最( 五 )


rr彼时的报纸上开始涌现关于“好细菌”的报道 。这些好细菌滋养土壤,催化酒与乳制品发酵 。一部1910年的教科书这样写道:“每个人都关注的‘坏细菌’,实际上它们只是细菌界的一个特殊分支,仅占一小部分,而且从广义上而言,它们的实际影响微乎其微 。”11这本教科书还表示,大多数细菌会帮助分解腐烂的有机物,让营养元素重新进入循环、重返自然 。“这并不是在耸人听闻,如果没有(它们)……地球上所有的生命必定会消失” 。
rr20世纪初,其他微生物学家也意识到,许多微生物会同时寄宿在动植物与其他肉眼可见的有机体上 。人们逐渐发现,地衣(附着生长在墙壁、石头、树皮和树干上的彩色斑点)是一种复合有机体,由寄宿在真菌上的微藻组成,其中微藻为宿主提供营养,以此来交换矿物质和水分 。12海葵和扁形虫等动物细胞也含有藻类,木蚁身上也寄宿着细菌 。人们长期以来都认为,附着在树根上的真菌是寄生虫,但后来却发现它们与树互相合作:真菌为树供氮,树为真菌提供碳水化合物 。
rr这种伙伴关系得到了一个新的专有名词:共生(其词源由希腊语的“共同”和“生存”构成) 。13这个词本身是中性的,可以用来描述任何形式的共存 。如果一方受益、另一方付出代价,二者就构成寄生关系(parasite) 〔如果会引起疾病,那么其中一方就是病原体(pathogen)〕 。如果一方受益,且不影响宿主,那就是共栖关系(commensal) 。如果寄宿者反过来有益于宿主,二者就构成互助关系(mutualist) 。所有这些共存类型,都归属在共生范畴内 。
rr不过,这些概念出现的时间不太合适 。在达尔文主义的强势影响下,生物学家讨论的是优胜劣汰、适者生存,还有大自然中鲜血淋漓的各路爪牙 。托马斯·亨利·赫胥黎把动物世界比作一场“角斗士的表演” 。因此,在满是冲突和竞争的解释框架内,强调合作与团队协作的共生观念很难找到合适的位置,而且也不契合微生物留给人们的邪恶印象 。后巴斯德时代,微生物已成为疾病的标志,它们的缺席与否则成为衡量机体健康程度的标准 。1884年,弗雷德里希·布洛赫曼(Friedrich Blochmann)第一次看到弓背蚁身上的细菌 。那时盛行一种非常反直觉的想法,即认为寄居于人体的微生物无害于健康 。布洛赫曼不得不在文字上下功夫,避免透露它们的真实身份 。14“细胞质小棒(plasma rodlets)”,他这样称呼它们,或者是“非常可疑的纤维状卵质” 。他历经数年的严格研究,终于在1887年明确表态:“我们不得不宣布,这些小棒其实是细菌,除此之外很难再有别的解释 。”
rr与此同时,其他科学家也已经注意到,人类和其他动物的内脏中也含有众多共生菌,它们并没有导致显著的疾病或腐败,只是作为所谓的“正常菌群”栖居在人体内 。“随着动物的出现……不可避免地,细菌会时不时地被动物摄入体内 。”内脏研究先驱亚瑟·艾萨克·肯德尔(Arthur Isaac Kendall)写道 。15人体只是细菌的另一处栖息地,而肯德尔认为,应该好好地研究人体的微生物,而不只是单纯地消灭或抑制它们 。不过,说起来容易做起来难 。即使是那时的研究者,也已经很清楚地知道,我们体内存在着大量微生物,数量多到令人沮丧 。发现大肠杆菌(E. coli,后来成了重要的实验材料)的西奥多·埃希里希(Theodor Escherich)曾表示:“研究、分辨各种随机出现在正常粪便和肠道中的细菌,这项工作看起来毫无意义,也令人心生怀疑,因为肠道环境仿佛受着一千个巧合的调控 。”16
rr尽管如此,埃希里希和他的同辈人已经尽己所能 。他们分别确定了猫、狗、狼、老虎、狮子、马、牛、绵羊、山羊、大象、骆驼以及人类等动物各自的细菌特征,此时距离微生物组成为流行语还有一个世纪之遥 。17他们勾勒出了人类微生物生态系统的基础,甚至比1935年提出的生态系统(ecosystem)还早了几十年 。他们让人们认识到:从出生的那一刻起,微生物就开始在我们体内积累,并且在各个器官中占据优势的微生物各有不同 。他们也了解到,肠道中的微生物特别丰富,而且会随动物摄食的不同而变化 。1909年,肯德尔把肠道形容为“完美的细菌孵化器”,而这些细菌“不会主动破坏人类的正常生理活动” 。18当宿主抵抗力下降,它们可能会伺机引发疾病;但在一般情况下,它们大多无害 。