人类微生物群到底是什么?

一个你是一个生态系统吗?你的口腔、皮肤和肠道是整个微生物群落的家，它们对你的身体的影响从消化食物到训练你的免疫系统，可能还会影响你的情绪和行为。这些小房客是什么?他们如何改变我们对人类健康、疾病甚至身份的看法?

人体是由数万亿个细胞组成的——嗯，数万亿个人体细胞。大约在21世纪初，科学家们发现人体实际上含有数万亿个微生物细胞——可能是原来的三倍。这就是微生物组:生活在人体内外的微生物(细菌、真菌和其他微生物)的集合。这是一个特别有趣的发现——它一直与我们相伴，进化，互动，并帮助决定我们作为生物体的命运，从人类物种本身出现之前就开始了。虽然自从发现微生物以来，科学家们已经知道了一些微生物在人体上和体内的存在大肠杆菌直到最近，人们才开始认识到微生物群的重要性。

微生物组的细胞包含多达200万个基因——相比之下，人类DNA中大约有22333个基因。国家卫生研究所资助人类微生物组计划，其目的是研究人体中的各种微生物群落及其在人类健康和疾病中的作用。我们现在知道，微生物组对人类的生长、发育和功能有很大的贡献。也许最受欢迎的是肠道微生物组(这就是你每天喝的益生菌酸奶背后的科学原理)。除了消化健康，一些科学家正在研究微生物组的组成和发展一些心理学家想要更进一步调查微生物群与情感、学习和社会行为等现象之间的关系。

但是微生物群到底是什么呢?俄勒冈大学的两位生物学家，Nicolae Morar和Brendan Bohannan，最近调查科学家用来谈论微生物组(一个“器官”或“免疫系统的一部分”)和人类微生物组复合体(一个“超有机体”、“全生物”或“生态系统”)的比喻。这些隐喻影响着科学理解，并可以塑造医疗。例如，一些医生支持粪便微生物群移植(FMT);也就是说，吞下一粒装满别人粪便的药片来治疗肠道微生物群失调。FMT遵循与器官移植相同的基本原则，其治疗可以说是将微生物群视为器官的结果。

但这是一个有限的观点，因为我们倾向于认为器官是相对强大的变化。除非出现明显的干扰，否则每个人的心脏发育或多或少是一样的，并会随着时间的推移保持不变。但微生物群是多变的，它会对我们的饮食、环境和行为的微小变化做出反应——就像一个超级有机体。研究人员写道，这是“一组有机体”，“它们密切相互作用，并从中产生了个体有机体水平上不存在的功能。”这一观点很有吸引力，因为人体及其微生物群可以完成单独无法完成的工作。例如，没有微生物群的帮助，人类无法从消化中获得几乎同样多的能量，而微生物群也无法在没有宿主的情况下生存。

超有机体的观点也强调了人类和微生物群之间的共同进化史。因为每一个物种都需要另一个物种生存，所以它们会进化来回应彼此。但另一方面，这种观点倾向于尽量减少对细菌种群和人类宿主之间可能发生的竞争的关注。

一般来说,每一个隐喻的问题是,它只捕捉微生物以及所做的的一部分,因此,研究人员得出结论,没有最好的比喻,我们需要所有人真正的欣赏和理解肠道菌群的复杂性在我们的身体和它的作用。

但是，为什么科学家们会期望有一个“最佳”的微生物群落比喻呢?这些不仅仅是比喻。它们是概念框架，是理解微生物组的严格方式，根植于其本质。想想人体的其他部分——心脏、骨骼、血液。每一个都被理解为一件事。器官，组织，循环系统中的液体。虽然每个器官都有多种功能，但对于心脏是否是一个器官，没有争议。因此，如果科学家们发现了对人类健康和发展至关重要的东西，它确实是人体的一部分，那么我们有理由认为，我们可以像看待身体其他部位一样看待它。

但微生物群似乎也完全是一种新的东西——部分原因是它真的不是一种东西。它是数以亿计的东西，每一个都是独立的有机体。它与我们的身体有很多关系，每一种关系都是动态的。更重要的是，微生物组涉及几乎所有的身体结构和过程，我们已经认为我们已经了解，所以也许有这么多的方式来思考微生物组是不足为奇的。

支持科学的透视主义有人会说，因为科学家们为了特定的目的而把一种现象的模型和理论放在一起，又因为没有一个模型或理论能一下子捕捉到这种现象的所有细节，所以每一个模型或理论都必然是片面的。一个多元科学哲学家会说，我们应该用所有这些观点来整合生物世界的理论，这些理论在某种程度上是拼凑而成的，但这样更好。

这听起来很像微生物群的例子，但这些观点要深远得多。当科学家们提出他们的理论时，他们就建立了世界的模型和表征，而且可以说，无法一下子捕捉到所有事物的这种能力适用于许多(如果不是所有的话)科学领域。Morar和Bohannan写道:“我们相信现在是超越隐喻的时候了，我们提出了一种科学的多元化方法，专注于描述微生物群落的基本生物学特性，如遗传性、传播模式、扩散速率和本地选择的强度。”“这种方法将允许我们突破狭隘的概念框架的限制，并指导探索我们作为嵌合体的复杂性。”

事实上，仍然没有一个“最好”的比喻来理解微生物群，这可能会告诉我们关于世界的更深层次的东西——也许理解它最有希望的方法是利用多种视角，不把任何一个视角放在其他视角之上。

玛格丽特·e·法雷尔(Margaret E. Farrell)是加州大学欧文分校(University of California, Irvine)逻辑和科学哲学系的博士生。她的研究重点是生物学的历史和哲学。