微生物群萬歲！

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編者注（2019 年 9 月 3 日）：這是對 8 月 20 日釋出的早期文章的大幅修訂版本，該文章包含不符合《大眾科學》編輯標準的宣告和來源。我們的正常政策是附上一份說明，逐點解釋原文的內容以及如何進行更正。在這種情況下，修訂幅度很大，我們只是釋出新版本。為了透明度和對比，原始帖子可以在此處找到。

食品作家馬克·位元曼認為，由於食物被定義為“提供營養並促進生長的物質”，而毒藥是“促進疾病的物質”，那麼“工業化農業生產的很多東西，從字面上來說，不是食物而是毒藥。” 雖然這可能是一種極端的說法，但我們的食品系統可能因多種原因而面臨風險，包括除草劑和殺蟲劑的使用量增加；轉基因生物（GMO）的興起；以及氣候變化。

自 1892 年以來，美國農業部一直在收集有關我們食物營養成分的資料。自那時起的幾十年裡，樣本的收穫、儲存、製備和分析方式存在足夠的差異，使得很難理清確切的趨勢或其原因。有證據表明，西蘭花等食物的維生素和礦物質含量有所下降，也有一些相反的證據。鑑於營養對我們的健康至關重要，令人驚訝的是，關於農業實踐如何影響農作物營養成分的可靠研究如此之少。

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但這種情況正在發生變化。最近的研究表明，例如，大氣中二氧化碳的增加正在加速光合作用。這聽起來可能是一件好事，但這意味著植物在生長速度加快的同時，也含有更多的碳水化合物，但營養物質較少，這最終可能導致全球營養缺乏。

此外，許多農作物被越來越大量地噴灑殺蟲劑和除草劑。為了保護它們免受後者的侵害，生物技術學家已經對植物進行了基因改造，使其具有抗除草劑能力。美國種植的玉米中約 90%（我們的第一大作物

）已被改變，添加了來自其他物種的保護基因。這些修改允許玉米反覆噴灑除草劑，包括草甘膦（孟山都公司 Roundup 的活性成分，美國以及可能在全球範圍內使用最多的除草劑）、2,4-D 和麥草畏。大自然不會對此視而不見，雜草會迅速進化出抗除草劑性，導致化學武器競賽。

所有這三種除草劑都是水溶性的，這意味著它們可以溶解並且可以到達水到達的任何地方。它們也是全身性的（它們可以進入植物內部，因此在食用之前無法將其洗掉）。特別是草甘膦無處不在。它是美國銷售的數百種產品中的活性成分，並且已在空氣、雨水、飲用水、河流、溼地和用於農作物灌溉的地下水中發現。而且，這些和其他殺蟲劑的協同效應尚未經過充分測試。

玉米也被改造為具有可以在每個細胞中產生多種殺蟲蛋白的基因，環境保護署將其委婉地稱為“植物體內保護劑”。此外，玉米種子通常塗有新菸鹼類殺蟲劑（可以傷害蜜蜂的殺蟲劑，包括型別

與蜂群崩潰相關的）和殺菌劑。這意味著它們不需要噴灑太多殺蟲劑——但這對人類和動物健康是否是淨利益，人們知之甚少。

但由於玉米是許多食品（玉米糖漿和油；玉米餵養的農場動物）中的一種成分，我們經常在每一口都攝入這些殺蟲劑和殺蟲蛋白。與有機大豆相比，經過改良的大豆（全球第一大轉基因作物）含有草甘膦殘留物，並且可能具有不太健康的營養成分。更廣泛地說，有一些證據表明，接觸草甘膦可能導致癌症、內分泌問題和其他健康問題。一群醫學和環境科學家最近釋出了他們關於風險的強烈集體擔憂，並敦促進行更多研究。

如果說有什麼情況需要應用預防原則，那就是這種情況。正如馬薩諸塞大學洛厄爾分校的大衛·克里貝爾及其同事在2001 年的論文中所寫的那樣，將其應用於環境科學，需要四個組成部分：“在不確定的情況下采取預防措施；將舉證責任轉移給一項活動的支持者；探索一系列廣泛的可替代方案來替代可能有害的行動；以及增加公眾參與決策。”

在 20 世紀中期，綠色革命向全世界廣泛引入了化肥和殺蟲劑。在過去的二十年中，我們在工業化農業中經歷了“基因革命”。這兩項進步的支持者聲稱，我們食物系統的化學和技術轉型對於養活世界是必要的——但有理由對此表示懷疑，尤其是在美國三分之二的玉米作物用於動物飼料或乙醇生產時。正如聯合國人權理事會所說的那樣，“農用化學工業宣稱殺蟲劑對於實現糧食安全是必要的，這不僅不準確，而且具有危險的誤導性。”

如果說這兩次革命帶來的潛在健康風險還不夠的話，那麼兩者都依賴於大量使用化石燃料來合成農用化學品；執行拖拉機、聯合收割機和其他農業裝置；加工和預煮食物；製造塑膠包裝；以及為製冷和長途運輸提供動力。因此，現代農業和土地利用變化是氣候變化的主要原因之一。

這些因素是否意味著世界末日？好吧，也許吧。或者它們可能表明是時候進行第三次革命了。

微生物組復興

微生物組只是一個微生物群落（或生物群落）——細菌、真菌、古細菌和原生動物。我們設想的微生物組復興將包括尊重我們內部和外部的生態系統，在微觀尺度上，但具有宏觀影響。

在土壤中，數以萬億計的微生物對於植物的生長、營養和健康至關重要。它們完成一切工作，從固定氮到輸送礦物質和微量元素，再到分解有機物質和防禦植物病害。簡而言之，土壤微生物驅動植物生產力——更大的植物多樣性導致更多的微生物活動和碳儲存。

為了收穫健康土壤的所有這些益處，我們必須培育土壤微生物組和

植物自身的微生物組。土壤中存在一個高度連線的微生物食物網，集約化工業農業會破壞它。草甘膦已被證明會阻礙菌根真菌在根部的有益定殖，轉基因玉米也是如此。相反，有機實踐支援更多樣化和更強大的微生物群落以及微生物量、活性和多樣性更高的土壤——以及多達三倍的蚯蚓。正如 2015 年 2 月《科學》雜誌的社論中所說，我們應該“給予土壤應有的重視”。

在人類中，我們大約 30 萬億個細胞與相似數量的

微生物相匹配，我們的“內在土壤”遍佈全身，以換取食物和住所。我們的微生物組執行範圍廣泛的關鍵功能，例如增強我們的免疫系統、製造維生素和支援消化。（你今天感謝你的微生物組了嗎？）

這就是為什麼過度使用抗生素（美國每年每 1000 人開出超過 800 張處方）令人擔憂的原因：我們體內處於平衡的微生物有助於保持我們的健康，而抗生素耐藥性的增長，部分原因是過度處方，部分原因是這些藥物在動物飼料中的濫用，這是一個嚴重的健康問題。

這種微生物組復興的關鍵將是培育而不是殺死或破壞我們友好且必不可少的微生物群的平衡。要實現這一目標，需要人類將有機再生農業和園藝作為常態。再生農業意味著與自然合作，而不是與自然對抗：種植和儲存各種傳統種子；保護傳粉媒介；種植生物多樣性的作物；使用天然肥料，如豆類和來自大氣層的氮；回收有機物（覆蓋物和堆肥）；利用多種植物覆蓋種植和輪作來建設土壤；以及放牧（而不是圈養）農場動物。

將農業轉型為再生實踐不僅可能對我們的健康和更廣泛的自然有益，它還可以成為應對氣候變化的關鍵解決方案。正如我們之前寫道的那樣，人類可以透過陸地和海洋的再生農業來固碳並改善營養。這種方法可以應用於各種規模，包括在院子、當地公園、露臺和屋頂上的氣候勝利花園。

這也是一個食物公正問題，因為有機食品通常更昂貴，在貧困社群和有色人種社群更難獲得。因此，重要的是要努力使每個人都能獲得有機食品 ，並停止對玉米和其他大宗商品作物的大量“農業法案”補貼，而是補貼向再生實踐的過渡。

由100多個國家和地區科學與醫學科學院組成的全球網路InterAcademy Partnership於2018年釋出的一份報告得出結論：“在地球邊界內（包括營養、水和氣候的邊界）生活並擁有健康的人口需要新的食物系統方法。”

認為我們可以用合成肥料和農藥操縱自然以達到農業的完美是一種純粹的狂妄自大。相反，為了適應和緩解相互交織的生態、人類健康和氣候危機，我們必須尊重自然優雅的複雜性。我們必須徹底改革我們的食物系統。而這一切都可以從確保微生物組的繁榮開始。