本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
“一旦微生物世界的多樣性被編目……天文學相比之下將顯得可悲。” - 朱利安·戴維斯
對於尼爾·阿姆斯特朗來說，人類邁出的一大步是在月球上。對於傑夫·利奇來說，這一步可能就在結腸裡，至少如果他能找到資金的話。
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不久前，傑夫·利奇打電話給我，詢問我的結腸。嗯，這並不完全正確。他打電話來是想告訴我別人的情況。這樣更糟嗎？
在結腸中，生活著數萬億的細菌（儘管這種估計就像對星星數量的猜測一樣瘋狂），這是一個行星大小的細胞宇宙，就在括約肌上方。這些細菌很重要，但尚未被探索。關於這些生物最不為人知的特徵是它們在人與人之間如何變化以及原因。最近有人提出，您的新陳代謝、免疫健康、糖尿病傾向和消化海藻的能力都取決於您體內或體內的微生物，但這些微生物本身的組成又取決於什麼呢？
這是我上週討論的肚臍奧秘的一個版本——決定您擁有和依賴（或對抗）哪些微生物的奧秘。利奇想了解是什麼決定了您結腸的狂野生命。
大多數《大眾科學》的讀者都知道，他們的身體內外都覆蓋著微生物，他們的生命、氣味和許多其他方面都依賴於這些微生物——他們的細胞外衣。但這種共識是新的。在 20 世紀 60 年代，琳恩·馬古利斯提出，我們細胞中的線粒體和植物細胞中的葉綠體是殘遺細菌，是古代共生的證據。她還認為，共生現象無處不在，是進化的主要特徵。她在所有方面都是正確的，是微生物組的創始之母。她也被忽視了。 不久之後，卡爾·沃斯進入他的實驗室，提出研究細菌的核苷酸，以建立微生物的進化樹。他被嘲笑，但繼續創立了現代進化生物學。然後在 20 世紀 80 年代，卡里·穆利斯在使用 LSD 並與他的女友開車兜風時，想到了使用古菌（沃斯將其置於生命樹的一個完全獨特的分支上的微生物群）中的酶來擴增 DNA，本質上是產生更多的 DNA 用於分析。這些成就共同為現代微生物生態學和進化領域奠定了基礎。對於所有這些工作，馬古利斯、沃斯和穆利斯都被認為是瘋子（他們當時不是，儘管他們每個人最終都會轉向某種形式的狂野。也許當你曾經正確但無人傾聽時，你可能會開始相信每次無人傾聽時你都是正確的）。
利奇想要借鑑馬古利斯的見解和沃斯和穆利斯的工具，並將其規模擴大。他是一個要麼大幹一場，要麼回家的人。他有一種“讓我們大幹一場”的氣概，就像一位高中摔跤教練，離州冠軍只差一步。他的觀點是，他只有透過觀察來自成千上萬個樣本的糞便（來自廁紙擦拭）樣本，才能真正瞭解正在發生的事情。有了這些樣本，利奇想研究不同人群的腸道微生物（或至少是那些最終出現在糞便中的微生物）的變異。透過如此多的樣本，他或許能夠了解個體之間細微差異的影響。素食主義者的微生物組與素食者的微生物組不同嗎？或者養狗對您的微生物組有什麼影響？或者益生菌對微生物組有任何影響嗎（它們影響大鼠和小鼠的微生物組，但不幸的是，購買這些東西的不是大鼠和小鼠）？這種雄心壯志之所以成為可能，僅僅是因為利奇很幸運能夠在早些時候、更艱難的時代之後工作。利奇想用他繼承的工具來看世界。伽利略有望遠鏡。安東·範·列文虎克有單鏡頭顯微鏡。利奇捆綁了使用過的 Charmin 紙巾，以及現代遺傳學。
[圖片 1. 傑夫·利奇在奈米比亞採集家庭和身體微生物樣本。家庭樣本是我們“我們家園的野生生物”專案的一部分；yourwildlife.org]。
利奇認為，存在健康的微生物群落和不健康的微生物群落，我們大多數人往往都有一些或非常不健康的微生物群落，如果我們瞭解這種變異，我們或許可以瞭解如何飲食、生活和耕作（微生物），從而有利於健康的微生物群落。他想研究整個家庭，包括貓、狗和所有其他成員。這是一個令人興奮的想法，但它與數百個其他關於腸道微生物的令人興奮的想法一樣，仍然需要進行測試。該領域仍處於蹣跚學步的嬰兒期。該領域需要資料；利奇需要資料。
利奇是一位人類學家。他擅長與人交談，而不是探測他們。他需要幫助，因此他一直在打電話，並在全球電話遊戲中，他組建了一支由微生物學家組成的超級團隊，然後是我，試圖幫助他的事業。這項大型事業的領導者現在是利奇、科羅拉多大學的羅布·奈特和芝加哥大學和阿貢國家實驗室的傑克·吉爾伯特，但該團隊是人體微生物生態學家的名人堂，是馬古利斯、穆利斯和沃斯的知識後裔。奈特和吉爾伯特現在正在領導該專案的技術部分，利奇正在協調其公眾影響力並提供人類學背景。奈特和吉爾伯特將使用受沃斯和穆利斯啟發的精細分子工具來檢視哪些物種存在於被取樣者的糞便中，然後將這些物種告知參與者。我想，我的工作是幫助協調我們告訴人們關於這些物種的資訊。我是微生物傳記作家（請繼續關注此處的編輯傳記）
但這裡有一個問題，我們在自己對肚臍和家庭（yourwildlife.org）的研究中也遇到了這個問題。微生物生態學和進化需要時間。處理樣本速度慢，預算是固定的，因此，在一定限度內，人們對專案越感興趣，對這個無形世界的瞭解就越多，但完成工作所需的時間也越長。利奇想出了一個透過 Indiegogo 為他的專案籌集資金的辦法（聽起來像是在利奇的摔跤隊裡會得的皮疹，但它實際上是一個眾籌網站）。參與者將捐款來處理他們的樣本，捐款額足以支付處理他們樣本的成本（這支付了他們在一臺機器人、一名技術員和一名博士後身上花費的一部分——是的，這很糟糕，機器人得到的報酬最多）。作為起點，他和羅布·奈特決定，如果籌集到 275,000 美元，就足以啟動該專案（再次強調，該死的機器人）。該專案名為“美國腸道”（希望接下來是“澳大利亞腸道”、“泰國腸道”等等……，效仿“美國偶像”的腳步）。您可以在此處捐款，但也有評論區，所以如果您沒有足夠的資金，您總是可以留言。花一百美元，利奇和他的團隊會告訴您哪些微生物生活在您或您的狗身上。花兩百美元，他們會將它們與您體內的微生物進行比較。就微生物而言，您與鄰居或寵物更相似嗎？這取決於飲食嗎？這取決於您的基因嗎？這取決於您住在哪裡嗎？為了真正回答這些問題，特別是畫素食主義與素食主義飲食的不同影響或一種益生菌對另一種益生菌的影響等細微的問題，他們需要許多、許多人參與，這是一個前所未有的人數，但為捐款提供樣本的優勢在於，參與的人越多，團隊可用於開展工作的資金就越多。
[圖片 2. 羅布·奈特在科羅拉多大學的實驗室裡]。
這個專案有趣和令人興奮之處在於，對於您花的錢，它並沒有提出要創造健康奇蹟，讓您變得更苗條、更健康，或者在短期內真正帶來任何實際的東西。相反，它旨在產出科學，即美國結腸多樣性的科學和您自身的科學。在這個科學似乎左右受挫的時代（儘管主要是右翼），在這個呼籲降低稅收和忽視氣候變化的時代，美國人會為這樣的知識買單嗎？馬古利斯、沃斯和穆利斯似乎從未獲得聯邦政府資助他們最偉大的工作。他們是用微薄的預算和花生醬和果凍三明治完成的。但是，如果公眾願意為之付費的工作與傾向於獲得資助的工作不同，如果公眾比審查小組更關心自己身體的生態呢？這正是利奇、奈特和吉爾伯特所希望的。
即使美國人不為他們的科學買單，也還有一個備用計劃。利奇和他的團隊可以提供似乎更具吸引力的東西，一項世界紀錄。我還沒有與吉尼斯核實過，但我願意打賭，如果利奇真的能收集到數千個樣本，他將擁有世界上最大的使用過的廁紙碎片收藏。即使不是為了科學或個人知識，您仍然可以支援利奇追求成為冠軍的道路。
至於馬古利斯、沃斯和穆利斯……沃斯繼續工作。穆利斯發表演講。馬古利斯去年去世了。我不禁想知道，她尤其會對這個專案和其他微生物組專案作何感想。她的編輯傳記剛剛釋出。閱讀它讓我想起了她魯莽的才智，以及她的戰鬥。她一生都在為做自己喜歡的事情而奮鬥，研究她認為（正確地）執行和擁有世界的微生物。現在，這些微生物的宏偉和重要性已經得到認可，以至於運動員想了解他們的微生物，名人也想了解。我必須希望馬古利斯會想被取樣，看看她自己的數萬億共生體。我想她會的；在她的晚年，她很高興在自己喜歡裸泳的池塘裡發現了一種新的單細胞生物。多年來，它一直和她一起游泳，是她私人的秘密。我們真希望也能在她的腸道中發現一種新的物種。但我真正希望她還在世的原因是幫助我們瘋狂地思考利奇的樣本以及其他專案（如我們的肚臍或家庭專案）產生的資料，看到那些如此離譜的答案，以至於即使我們闡明瞭它們，也沒有人會在幾十年內相信它們。
感恩：感謝琳恩·馬古利斯、卡爾·沃斯和卡里·穆利斯，讓我們看到了如此長久以來隱形的事物。感謝隱形的微生物，讓我們得以存在。