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這種腸道細菌竟然是自遠古就陪伴我們的「老相識」

人類體內的腸道細菌數量繁多,多達數以萬億計。可以說我們身上有多少細胞,就有多少腸道細菌。這些細菌中,有些來自食物和外部環境,這些僅是腸道中的過客而已,而另一些就是自遠古就陪伴我們的「老相識」。

科學家研究發現,這幾種老相識的腸道細菌與我們相識的歷史可追溯至非洲古猿時期。在距今約1000萬年前,非洲古猿分成了兩支。一支繁衍發展成為大猩猩,另一支的一部分發展成為人類,餘下部分發展為黑猩猩和倭黑猩猩。

這些細菌的祖先就生活在非洲古猿的腸道里,並且隨非洲古猿的分化而分化。從某種程度上說,它們與我們共同演化至今,我們人類的演化史,同時也是腸道細菌的演化史。同樣,借猿類的腸道細菌,也可以對猿類的演化史一探究竟。2010年,科學家第一次為猿類的腸道細菌繪製家譜,結果發現它們與各自「寄主」同時繁衍、演化。比如,非洲黑猩猩三個亞種彼此之間的腸道細菌非常相似,其相似度高於它們與倭黑猩猩腸道細菌的相似度。

就這樣,隨著人類發展繁衍,腸道細菌也在不斷發展繁衍。雖然肉眼看不到,但它們就在那裡,千萬年來始終陪伴著我們。

從某種程度上說,腸道細菌對人類的陪伴,就是一種生物間的共生關係。共生是自然界非常普遍的現象,很多動物和微生物都是共生關係。例如蚜蟲和它們身上攜帶的一種布赫納氏菌,這種細菌為蚜蟲提供一種必不可少的營養物質,而蚜蟲自身在食物里卻攝取不到這些營養。同樣,蚜蟲為布赫納氏菌提供布赫納氏菌自己不能生產的營養物質,以維持該菌的生存。蚜蟲與布赫納氏菌的共生歷史非常悠久,早在2.5~2億年前就已存在,那時恐龍才剛剛出現。從那時至今,蚜蟲和布赫納氏菌就相互陪伴,完美共生直到今天。

另外,布赫納氏菌只生活在蚜蟲體內,其他地方沒有,並且它們隨著繁殖,從蚜蟲母體擴散至蟲卵內,再擴散至幼蟲體內,一代代延續著這種共生。這就是互利共生關係,腸道細菌與人類也是如此,但是與蚜蟲和布赫納氏菌相比,人類與腸道細菌的關係卻略有不同。

人類腸道細菌,有些能參與糖類和蛋白質的代謝,促進鐵、鋅等礦物元素的吸收;有些能合成多種維生素,如維生素B1、B2等B族維生素,還能利用蛋白質殘渣合成多種氨基酸,如天冬門氨酸、苯丙氨酸等;有些能吸引水分,促進糞便排出;有些能提高身體的免疫機能,抑制病原菌在腸內繁殖。腸道細菌對人類的生命和健康起著重要作用,它們對人類有重要的生存意義。我們需要腸道細菌。

然而腸道細菌可以不需要人類。它們在人類腸道里分解食物,確實得到了維持自己生命所需的營養物質,但是人類腸道只是它們生活的生態系統之一, 它們並不局限在我們腸道內。科學家從世界各地採集了許多猿類、人類的糞便樣本,經分析發現有些人類的腸道細菌能「搬家」,就是從我們人類身上轉移到黑猩猩身上,還能從黑猩猩身上轉移到大猩猩身上。比如毛螺菌科的細菌經常發生這樣的轉移。經研究,科學家認為它們之所以能在不同物種間轉移,或許因為它們能產生一種堅硬而耐寒的孢子,使細菌在腸道外也能存活。其實許多腸道細菌都能產生孢子,科學家因此推測細菌在不同生命體之間來回「搬家」,或許本來就是一件很正常的事。

在人類與腸道細菌的陪伴共生中,雙方共同受益,但細菌可以離開人體到其他生物體內繼續生存,而人類體內一旦沒有細菌參與分解、消化食物,後果將難以想像。

自人類出現以來,這些腸道細菌就與我們相伴。但今天,這種情況正在悄悄地發生變化。

科學家發現有些細菌種類現在仍生活在大猩猩、黑猩猩和倭黑猩猩體內,但它們的同類在人體內卻發生了很大變化。比如在歐洲、北美地區,那些細菌在人類腸道里已經消失了,但在非洲東部國家馬拉維的農村地區,人們體內仍有這些細菌。

這可能是由於近幾百年來,人類飲食和衛生狀況發生了很大變化,尤其在世界發達地區更甚。換句話說,在不經意間,我們驅逐了一些長期陪伴我們的腸道細菌。

那麼,這些細菌為什麼消失?原因可能有兩方面,一方面是在現代工業化社會裡,抗生素等藥物大量使用,這干擾並驅逐了某些腸道細菌。另一方面,科學家從考古研究中發現,人類腸道細菌的種類減少,不止始於現代,而是始於遠古時期。那時人類尚處於狩獵採集時代,腸道細菌種類已經比同時期黑猩猩和大猩猩的少了。到了現代,歐洲、北美城市居民的腸道細菌種類比遠古時期人類的還要少。可能當人類開始烹飪食物時,細菌種類就已經開始減少了。因此科學家推測,或許因為食物種類改變,腸道細菌種類也相應地改變,其中有些我們已經不再需要了。

如果的確是如此,那麼這些消失的細菌對人類健康有影響嗎?科學家推斷,既然這些細菌曾長時間陪伴我們,那麼它們肯定有重要作用,或許能幫我們消化食物,或許能幫我們維持免疫系統等等。少了它們,人可能會出現一些健康問題。這或許就能解釋為什麼現在肥胖症、炎症和免疫性疾病的發病率在逐步上升。

然而從某種程度上看,這種推論顯得過於草率,畢竟目前的研究樣本只包含四種靈長類動物的腸道細菌。在後續研究中,科學家將從兩方面展開,一方面深入研究腸道細菌的整個基因組,考察它們的發展變化;另一方面把研究樣本擴大至其他靈長類動物,如猴子等。屆時,或許我們就能得出肯定的答案了。

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