科学探索|与人类和动物共同进化的“有益微生物”( 三 ) 与人类和动物共同进化的“有

从技术上，粪便移植并不同于“有益微生物流行”，但其中所揭示的原理正是科学家认为可能导致有益微生物流行的原因，即原生微生物可以预防疾病，而调整这些微生物可以帮助人体抵御致命的感染。
从珊瑚到人类，动物是如何获取并培育它们的微生物群落的，仍然是一个谜。在一些动物中，微生物可能来自父母、同伴和所处的环境。不同的饮食也会影响微生物群，这意味着一个物种所承载的微生物具有一定的灵活性。另一方面，动物所分泌的黏液本身也会排斥一些微生物，同时选择性地为其他微生物提供食物。
哺乳动物分泌黏液的粘膜主要存在于体内，而珊瑚的内部和外部都会分泌黏液。不过，黏液的作用原理都是一样的。科学家发现，珊瑚黏液似乎能吸引并培养特定的微生物群落，其中可能就有致病性弧菌，但在正常温度下，其他微生物会抑制它。然而，当温度上升时，这些弧菌开始迅速繁殖，压倒了具有保护作用的共生菌。这时珊瑚疾病就出现了。
加勒比海的麋角珊瑚就曽出现“生态失调”（dysbiosis）：常态存在的微生物出现了不平衡。丘疹、酵母菌感染和蛀牙都是人类的人体“生态失调”导致疾病的例子。这些疾病不一定是由新出现的病原体引起的，而是来源于不断繁殖并伤害宿主的微生物。
罗森博格的珊瑚谜题最令人困惑的地方在于，这些珊瑚虫是如何获得能在更高温度下保护它们的新微生物的。有一些证据表明，这可能是一个“故意”的过程——这里并不是说细菌，而是藻类。
20世纪90年代，有科学家提出，珊瑚在白化过程中排出共生藻类之后，可能会获得更适应新环境的新藻类。罗森博格说：“这是一个美妙的假设。”在那之后的几年里，生物学家们在加勒比海观察到了类似的现象。
与珊瑚虫共生的藻类被称为虫黄藻，主要分为四种类型，以A至D命名。科学家注意到，通常情况下，一旦珊瑚从白化中恢复过来，最耐热的D型虫黄藻往往会占据主导地位。这种变化可能不是细菌所导致的，而是藻类共生体适应更高温度的一种表现。
为什么这些珊瑚没有一开始就具有耐热的D型虫黄藻？一种解释是拥有这一虫黄藻支系的珊瑚可能比拥有其他支系的珊瑚生长得更慢。在Orbicella珊瑚中，生长较慢、耐热的藻类在正常温度下会承受更高的代价：更容易受到侵蚀的影响。然而，在高温下，当其他虫黄藻支系开始衰竭时，D型虫黄藻的相对劣势就消失了。
随着海水温度的升高，D型虫黄藻似乎正在加勒比海的珊瑚中广泛传播。然而，这并不能帮助所有的珊瑚。许多特定的珊瑚不能将D型虫黄藻带进组织中。这意味着气候变暖可能会在短期内让大多数能够与D型虫黄藻共生的“普适性”珊瑚存活下来（从长期来看，世界各地的珊瑚都面临着海洋酸化的威胁，其后果可能会比气温上升更严重）。
在D型虫黄藻的故事中还有另一个转折。科学家分析了该支系的基因组，认为它是从一种原产于炎热、浅水和浑浊环境——靠近泰国的印度-太平洋地区——中的虫黄藻进化而来的。根据分析，帮助加勒比海的珊瑚生存下来的共生藻，其实是一个入侵物种。它们是怎么来到加勒比海的？原因可能是压舱水。
换言之，人类可能在无意中拯救了这些珊瑚。讽刺的是，这似乎是有益的，至少在短期内。
许多人认为，地球正在经历着第六次生物大灭绝，而这一次是由人类活动导致的。除了栖息地丧失和过度捕捞，另一个重要的挑战是各种变化发生的速度，从气候变暖到人类助长的病原体传播，以及入侵物种在世界各地的传播。生物学家担心，植物和动物的基因组无法跟上这些变化的步伐，不能迅速地做出改变。但也许，在某些情况下，它们的微生物可以。