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發(fā)生在4萬(wàn)年前……

實(shí)驗(yàn)的結(jié)果聽(tīng)起來(lái)非常有意思，酶-海洋細(xì)菌-日本人-紫菜，當(dāng)這些關(guān)鍵詞被串聯(lián)起來(lái)，有些東西變得清晰起來(lái)。雖然這種酶在人體內(nèi)存在的比例僅為5/13，看起來(lái)很低，但科學(xué)家目前只是在日本人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了這種酶，北美人卻沒(méi)有?？茖W(xué)家們立即意識(shí)到4萬(wàn)年前發(fā)生了什么事，讓我們一起來(lái)還原一下——

很久以前，剛剛抵達(dá)日本列島的人們，與其他大洲的人們并沒(méi)什么不同，只吃高等植物，Bacteroidesplebeius也像生活在人體腸道內(nèi)的其他微生物一樣，已經(jīng)擁有自己的基因序列，可以產(chǎn)生很多不同的消化酶來(lái)分解不同的食物，其中一些酶能夠分解人自身的酶無(wú)法消化的食物，從而讓人們得到更多的熱量和營(yíng)養(yǎng)。那個(gè)時(shí)候，這些腸道細(xì)菌產(chǎn)生的酶中還不包括可以消化海苔的酶，因?yàn)橄ＬΣ⒉槐匾?。但?萬(wàn)年前時(shí)，島上的海苔成了飲食的一部分——或許是因?yàn)樽匀粸?zāi)害糧食減產(chǎn)，或許是因?yàn)槿硕嗟厣?，或許僅僅就是為了嘗鮮，總之，人們開(kāi)始吃紫菜之類(lèi)的海苔。當(dāng)然，那時(shí)的衛(wèi)生水平還達(dá)不到無(wú)菌消毒，于是，日本人吃紫菜時(shí)也不可避免地吃進(jìn)了紫菜上的海洋微生物。紫菜里的多糖營(yíng)養(yǎng)基慢慢對(duì)于腸道細(xì)菌產(chǎn)生了吸引力，為了消化這些多糖，腸道細(xì)菌和紫菜上的海洋微生物進(jìn)行了一筆“交易”，海洋微生物把自己一部分酶基因給了腸子里的微生物，而腸道細(xì)菌從此也就攜帶了這種能分解海藻類(lèi)的遺傳基因，并具備了消化紫菜獲取能量的能力。如此看來(lái)這是一場(chǎng)對(duì)人類(lèi)和微生物都很劃算的非常公平的交易。但由于北美人當(dāng)時(shí)沒(méi)有選擇紫菜作為自己飲食必需的一部分，當(dāng)然海洋細(xì)菌也不會(huì)來(lái)“無(wú)私饋贈(zèng)”。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年累月的進(jìn)化積累，成就了今天的狀況。

科學(xué)家們相信，當(dāng)日本人開(kāi)始吃魚(yú)、蝦和貝類(lèi)等其他食物時(shí)，來(lái)自海洋的細(xì)菌也會(huì)不請(qǐng)自來(lái)，同時(shí)也會(huì)與腸道細(xì)菌交換遺傳基因片段。這些細(xì)菌在以后很長(zhǎng)的時(shí)間中，通過(guò)多種方式逐漸成為了人類(lèi)身體的一部分，幫助我們消化食物，攝入能量，發(fā)揮巨大的作用。

第二基因組

說(shuō)到腸道微生物，那真是勞苦功高。

人體內(nèi)含有數(shù)以兆計(jì)的微生物，總重量大約有1.5千克，一般認(rèn)為其總數(shù)至少是人體總細(xì)胞數(shù)的10倍。這些細(xì)菌大部分寄生在人的腸道中，據(jù)估計(jì)，在腸道內(nèi)大約存在1000種到1150種細(xì)菌，擁有330多萬(wàn)個(gè)基因，而人類(lèi)只擁有2.3萬(wàn)多個(gè)基因，實(shí)在是相形見(jiàn)絀。在已發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌基因中，研究人員只對(duì)其不足30%有過(guò)系統(tǒng)研究，另有40%基因雖然來(lái)自于已知細(xì)菌，但未經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，還有至少25%的基因研究人員從未見(jiàn)過(guò)。這一巨大的寶庫(kù)被稱(chēng)為我們的第二基因組。

腸道微生物作用重大，其中之一就是提供人類(lèi)基因組中所缺的消化酶。腸道微生物幫助人們消化糖分、生成氨基酸和維生素以及將食物中復(fù)雜的化合物轉(zhuǎn)化為人體所需物質(zhì)。比如，來(lái)自陸地植物的多糖，它在整個(gè)進(jìn)化過(guò)程中一直是人類(lèi)飲食構(gòu)成的主要部分，而它就是在腸道中被類(lèi)桿菌所具有的高度特異性的多糖水解酶分解的。

基因能夠在不同的細(xì)菌當(dāng)中穿梭交換，幫助彼此相互產(chǎn)生耐藥性，也就是人們所說(shuō)的橫向基因轉(zhuǎn)移?？茖W(xué)家曾假設(shè)過(guò)消化道細(xì)菌能從其他微生物中攫取基因，但一直還沒(méi)有特別顯著的實(shí)驗(yàn)例證，而此次的發(fā)現(xiàn)可以被認(rèn)為是第一次得到了明證——腸胃細(xì)菌從食物中獲取新的基因，并成功將其轉(zhuǎn)化為自身基因，從而幫助我們從食物當(dāng)中提取更多的能量。

這既是細(xì)菌為了適應(yīng)環(huán)境而進(jìn)行的一種進(jìn)化策略，同時(shí)，也是人類(lèi)文化比如不同地域的飲食文化影響消化道細(xì)菌的一個(gè)例證。我們也可以假設(shè)，在人類(lèi)歷史上，這種消化系統(tǒng)進(jìn)化過(guò)程，也就是吃進(jìn)的細(xì)菌可能已經(jīng)無(wú)數(shù)次地為腸道中微生物提供很有價(jià)值的實(shí)用基因資源，以幫助我們?nèi)祟?lèi)適應(yīng)新的環(huán)境和新的食物。