為什麼臨時抱佛腳沒用

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人體內細菌細胞的數量至少是人體細胞的10倍。這個統稱為微生物組的群落可能在調節肥胖、哮喘和過敏的風險中發揮作用。現在一些研究人員想知道,微生物組是否可能在更關鍵的過程中發揮作用:配偶選擇,並最終影響進化。

微生物組可能發揮這種關鍵作用的最佳證據來自對昆蟲的研究。特拉維夫大學的尤金·羅森伯格領導的2010年實驗發現,用不同飲食餵養果蠅會改變它們的配偶選擇:這些果蠅只會與食用相同飲食的其他果蠅交配。一劑抗生素消除了這些偏好——果蠅又開始不考慮飲食而交配——這表明是飲食引起的腸道微生物變化,而不是單純的飲食,推動了這種變化。

為了確定腸道微生物是否會影響生物體的壽命及其繁殖能力,範德堡大學遺傳學家塞思·博登斯坦和他的同事給白蟻Zootermopsis angusticollisReticulitermes flavipes服用了抗生素利福平。這項於2011年7月發表在《應用與環境微生物學》上的研究發現,抗生素處理的白蟻在治療後腸道細菌多樣性降低,產卵也明顯減少。博登斯坦認為,某些有益微生物的減少(其中一些微生物有助於消化和營養吸收)導致白蟻營養不良,繁殖能力下降。


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這些研究是進化生物學家日益增長的共識的一部分,即人們不能再將生物體的基因與其共生細菌的基因分開。它們都是一個單一的“全基因組”的一部分。

羅森伯格說:“長期以來,微生物學一直與植物學和動物學分離,但所有動植物都與數百萬或數十億的微生物相關聯。你必須關注全基因組才能理解動植物。”換句話說,自然選擇的力量會對植物或動物及其全部微生物施加壓力。博登斯坦的研究支援了這一觀點,他表明,某些黃蜂物種之間的進化距離越近,它們的微生物群落的相似性就越高。

研究人員認為,微生物組對於人類進化也至關重要。博登斯坦說:“鑑於微生物組在人類適應(如消化、嗅覺和免疫系統)方面的重要性,人類微生物組很可能對物種形成產生影響。可以說,微生物群與基因一樣重要。”

加里·斯蒂克斯《大眾科學》心智和大腦主題高階編輯,編輯和報道推動腦科學走向生物科學前沿的新興進展。斯蒂克斯編輯或撰寫過封面故事、專題文章和新聞,主題廣泛,從一個人沉浸在思考時大腦中發生的事情到減輕抑鬱症等情緒障礙的腦植入技術的影響。在接管神經科學領域之前,斯蒂克斯作為《大眾科學》的特別專案編輯,負責該雜誌的年度單主題特刊,構思和製作了關於阿爾伯特·愛因斯坦、查爾斯·達爾文、氣候變化和奈米技術的特刊。他監督的一個關於時間的所有表現形式的特刊獲得了國家雜誌獎。斯蒂克斯與妻子米里亞姆·拉科布合著了一本名為《誰在乎千兆位元組?技術困惑者的生存指南》的技術入門書。

更多作者:加里·斯蒂克斯
大眾科學雜誌 第306卷 第3期這篇文章最初以“為什麼臨時抱佛腳沒用”為標題發表於《大眾科學雜誌》第306卷第3期(
doi:10.1038/scientificamerican032012-4a4iajb7KLZx3jD4QI62aB
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