科学探索|与人类和动物共同进化的“有益微生物”( 五 ) 与人类和动物共同进化的“有

一年后，也就是2011年，当弗里登堡再次探访这些青蛙时，他发现只有接受过治疗的个体存活了下来。“我不会因此宣告胜利，‘我们赢了！我们做到了！’”他说，“我们仍然不知道这其中的确切机制。”
不过，弗里登堡依然保持着乐观态度。他指出，作为脊椎动物的重要类别，两栖动物已经有3.6亿年的演化历史，它们经历了四次大灭绝。这不是它们第一次感染病原真菌了，在漫长的历史中，微生物可能不止一次拯救过两栖动物。
共生微生物如何传递？
为了在进化过程中提高适应性，性状必须能在代际间传播。全基因组理论将微生物及其宿主视为单一的进化单元，对此持怀疑态度的人认为，微生物并不总是像传家宝一样代代相传。如果真的如此，那共生功能体真的能在进化过程中持续存在吗？
全基因组概念在推广过程中存在着某种模糊性。微生物可以提高宿主的适应性，甚至推动进化，对豌豆蚜的研究也表明了这一点：蚜虫对温暖环境的耐受能力取决于它们所具有的共生菌种类。
但这些关系必须得到证明，而不能仅仅是假设。微生物之间会相互竞争，而欺骗也是一种可行的生存策略——从一段关系中获取的比贡献的更多。必然有一些微生物会采取这种策略。因此，宿主和微生物之间，甚至是动物微生物群的成员之间的和谐关系，并不是一定的。仅仅因为一种微生物被发现附着在宿主上并不意味着它有助于宿主的健康；它可能过着寄生生活，也可能只是过客。当然，其他生物显然也是环境的重要组成部分，但扩展到全基因组的话就是一个巨大的飞跃，这意味着它们合在一起成为了选择的单元。
与此同时，全基因组观点的支持者试图证明微生物可以推动物种形成。在一项实验中，将果蝇分成两组，给每组果蝇喂食不同的食物——糖浆或糖——然后在几代后让两组果蝇混合。尽管基因上仍然有很高的相似度，但此时的果蝇只喜欢与之前分在一组的成员交配。它们是怎么知道这种区别的？当科学家用抗生素处理果蝇，即杀死它们体内的微生物时，果蝇就失去了这种偏好。因此，是果蝇的微生物群——而不是它们的基因——促使它们分化成不同的物种。
事实上，许多动物确实在代际间传播微生物。各种哺乳动物的幼崽，从大象到马，都会吞食父母的粪便，这种行为被称为“食粪”（coprophagy）。考拉母亲更进一步：它们会产生一种被称为“pap”的特殊粪便，供幼崽在断奶时食用，里面含有消化桉树叶所必需的微生物。
人类显然不是这样的食粪动物，但我们也会将微生物传给后代。婴儿在通过产道时，会从母亲那里得到含有微生物的团块。母乳喂养不仅能滋养了特定的微生物，如双歧杆菌，还能为婴儿提供更多的菌株。最近的一项研究发现，母亲在哺乳时能将家族独有的细菌菌株传递给婴儿；换言之，人类就像那些豌豆蚜虫一样，也能将独特的微生物传递给后代。
另一方面，人类也从环境中获取微生物。这两种不同获取方式的相对重要性尚不完全清楚。事实上，一些证据表明，暴露于环境中新的微生物可能有助于我们适应环境。
几年前，微生物学家发现，日本人体内的微生物具有一种独特的分解海草的能力，而海草是这个岛国的常见食物。科学家提出，人体微生物的这种能力可能直接来自海草所携带的细菌（细菌之间可以直接交换DNA片段）。在这些能分解海草的细菌进入人体微生物群之后，它们是如何在微生物之间传播（水平传播），或者如何在母亲和子女之间传播（垂直传播）的，目前还不得而知。研究人员推测，消化海草的微生物提高了日本祖先的健康水平，使他们能够从食物中提取更多的营养。也就是说，日本人的祖先适应他们独特的岛屿饮食可能不是通过基因突变，而是通过微生物群的更新。