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人类肠道里的“生物大灭绝”

  无论是过去还是现在,人类曾亲眼见证过多次生物大灭绝,就连你阅读这篇文章的此刻,世界上都有已知或未知的灭绝事件正在发生。而且,一场惨烈的灭绝事件就发生在我们自己身上!

  何时开始的肠道灭绝事件

  曾有研究宣称,生活在现代人身上的微生物数量比人体自身的细胞还要多,但也许这已经是经历过“肠道大灭绝”后幸存的微生物了。

  许多科学家都相信,在人类进化史上,体内的微生物曾经历过“肠道大灭绝”,在灭绝事件后,肠道微生物的种类和数量都大大减少了。科学家们有分歧的地方在于,这场“大灭绝”发生于何时。澳大利亚的科学家迈克尔·吉林斯认为这场大灭绝开始于35万年前,那时候人类学会了使用火。食物被加热后,那些原本生存于野生动植物身上的微生物被杀死,我们无法再从这些途径中获取外源微生物,于是肠道中的微生物数量也随之大减。另一些科学家则认为,大灭绝发生的时间要晚得多,大约在1万年前,人类的农耕文明兴起后,肠道细菌的多样性才开始大幅下降。当人类开始种植农作物和养殖禽畜时,我们的主要食谱开始从野生动植物转变成了种植作物和家养牲畜,这当然影响了肠道微生物的种类和来源。如今,我们的肠道微生物种类与农耕文明前的原始人类已经大不相同。

  不过,对于人类的肠道微生物而言,也许灭顶之灾开始于工业革命之后的某个时期。从那时起,人们更加注重生活环境和饮水饮食的安全卫生,消毒剂、添加剂和抗生素等物品的广泛使用,导致了人类群体的肠道微生物的多样性大大丧失。

  寻找“肠道大灭绝”的证据

  为了追寻灭绝事件的真相,科学家们进行过一些研究。

  有科学家比较过来自坦桑尼亚、委内瑞拉和秘鲁的土著居民与西方发达国家的城市居民的肠道微生物数量,结果发现前者的肠道微生物的多样性是后者的两倍。在消毒剂和抗生素的使用频率上,两者确实存在差异,但更明显的差异在于饮食。

  土著居民每天所食用的膳食纤维比大多数美国城市居民每天消耗的膳食纤维高出10倍,膳食纤维是肠道微生物的主要食物,这就是土著居民的肠道微生物更多的原因。在减肥食谱中,我们常常看到富含膳食纤维的食物,比如蔬菜、坚果、谷类和豆类等。正是因为这些富含膳食纤维的食品能大大增加肠道微生物的丰富度,而肠道微生物更多的人的代谢功能更好,往往也会更苗条。

  在小鼠实验中也体现了这一点。科学家给小鼠喂食了低纤维饮食,一段时间后使用DNA测序的方法检测了它们的肠道微生物多样性。结果验证了猜想,它们的肠道细菌种类数急剧下降,而且,这种下降趋势是可遗传的,肠道菌群的衰落在小鼠的每一代子代中都在加剧。

  最近,科学家找到了人类的肠道微生物遭遇了大灭绝的直接证据。美国哈佛大学医学院的研究人员分析了犹他州和墨西哥边界处发现的一堆古老粪便,这堆粪便距今已有1000年。粪便中总共鉴定出了181种微生物的基因组,大部分都曾在以狩猎为主的土著居民的肠道中发现,但仍有10多种微生物在全体现代人类的肠道中都已消失不见。而且,即使是在土著居民的肠道中,这些微生物也已经发生了一定程度的突变,比如现代人的肠道微生物具有更强的耐药性。这些变化已经基本不可逆转。

  停止大灭绝的努力

  与自然界中的其他大灭绝相同,肠道微生物大灭绝也给人类造成了严重的伤害。

  肠道微生物的减少之所以会遗传,是因为婴儿的肠道菌群最初来自于母亲。当婴儿浸泡在母亲子宫的羊水中时,它实际上被母亲的肠道微生物包围着,这些微生物随着养分进入了婴儿的体内。微生物的存在对婴儿的生存至关重要,母乳中存在大量婴儿自身的消化系统不能消化的低聚糖,微生物帮助了婴儿消化这些聚糖。此外,微生物还参与了婴儿的免疫系统的启动过程。可以说,没有肠道微生物,人类连出生和生存都难以实现。

  现在,肠道微生物还被发现与许多疾病和健康问题有关,包括肥胖、哮喘、炎症性肠病乃至于牛皮癣的发生都源于缺少肠道微生物。而且,肠道微生物还会对大脑活动产生影响,最终造成焦虑和抑郁等心理疾病。

  肠道微生物这么重要,我们该如何挽救它们呢?坦桑尼亚的土著居民哈扎族是肠道微生物最丰富的现代人群,他们的肠道菌群多样性比美国人平均高40%。但是,哈扎族人的成功经验很难复制,因为他们平均每年会吃下大约600种动植物,而且食谱的季节差异很大,真正做到了顺应天时。

  城市居民很难吃得这么丰富,好在我们也有一些简单的方法拯救我们岌岌可危的肠道菌群:多吃水果和蔬菜,并尝试按季节食用;多吃含有活菌的发酵食品;避免使用抗生素和非必需药物;多去大自然中走一走,同时不要太过在意卫生;还有一个奇特的建议是多交一些苗条的朋友,这是因为小鼠实验表明,来自苗条朋友的肠道微生物可以传播到肥胖者的肠道中。

  一些科研团队正在尝试保存人类肠道微生物的基因数据,试图在事情更不可挽回前保留最后的火种。美国麻省理工学院发起的非营利项目“全球微生物组保护协会”正在收集世界各地土著居民的粪便样本,从中分离微生物并保留它们的基因数据。未来,如果这些微生物在人类的肠道中彻底灭绝了,我们也许可以通过服用微生物药丸的方法重新“种植”它们。

  肠道微生物是人类打交道时间最长久的“朋友”,如何与它们更和谐长久地相处下去,是一个值得深思的课题。

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