汪詰
科學有故事
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這是我改編、重譯自《萬物簡史》，重新翻譯，修訂錯誤，新增知識點，去除冗餘。
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或許你認為科學發展到今天，我們對自己生存的這個顆藍色行星已經非常瞭解了，那些依然對我們保持神秘的地方可能只剩下了深深的大洋底下，其實，你依然高估了人類的對大自然的認知程度，哪怕就是我們身邊所熟知的大自然，也依然對我們保持著神秘。這是為什麼呢？
第一個原因是大多數生物都很小，極易被忽略。從實用的角度來說，這不是一件壞事。要是你知道，有200多萬隻塵蟎以你的床墊為家[1]，你還能睡得這麼香嗎？沒錯，你最熟悉的床墊上有著 200 多萬隻塵蟎。塵蟎是蟎蟲的一種，而蟎蟲可以引發多種類型的過敏，還是酒糟鼻的罪魁禍首。蟎蟲很小，只有用顯微鏡才能看到，在凌晨一兩點，它們就鑽出來，吮吸著你身上的油脂。每當你在睡夢中翻個身，就會掉落下無數皮屑，這對蟎蟲來說，可是又香又脆的美味佳餚了。你的枕頭可是4萬隻蟎蟲的家園，你的腦袋在它們眼裡就是一塊流油的大軟糖。千萬不要認為一隻乾淨的枕頭就會好到哪兒去。在床上蟎蟲大小的生物看來，人類織得最緊的織物也只是像船上的索具，空隙大的驚人。英國醫學昆蟲學中心的蒙德博士（Dr John Maunder）做過一個有趣的估算，他說一隻使用了6年的枕頭，大約有十分之一的重量是由“皮屑、活著的和死去的蟎蟲加上它們的屎”構成的。而六年是一隻枕頭的平均使用壽命。
最近英國做了一項調查[2]，得出的結論和我以往想的完全不一樣。研究人員調查了 2000 多個英國人的居家衛生和過敏情況，結果，34% 的人說臥室是最容易打噴嚏的地方，在臥室裡過敏最嚴重，33% 的人說客廳最容易誘發打噴嚏之類的過敏症狀，只有 18% 的人說過敏最嚴重的地方是家裡的廚房。沒錯，臥室，這個我們休息放鬆的地方，現在成了屋子裡最髒的地兒。罪魁禍首是蟎蟲嗎？不是啊！罪魁禍首是沒有勤換床單！17% 的英國人每個月換一次床單，12% 的英國人每兩個月換一次床單，我怎麼覺得這個頻率挺勤快的啊。如果你想避免過敏，勤換床單和枕套，另外可以試著用吸塵器吸吸床。畢竟，過敏很難受，鼻子會癢，眼睛也會癢，皮膚還會起紅疹。
其實蟎蟲自古就與我們共存，但直到1965年我們才發現它們。我們直到彩色電視機都已經發明瞭，還沒有注意到像床上的蟎蟲這樣的微生物。所以，我們現在對微生物的世界瞭解的很少，這就沒什麼好大驚小怪的了。根據《大英百科全書》的記載[3]，1 公斤的土壤中可能含有 5000 億種細菌。這就好像你隨便跑到一個樹林裡，彎腰抓起一把泥土握在手裡，會有100億個細菌被你抓在手上，其中的大多數都是不被科學界所瞭解的。就現在，在你的手裡，大約有100萬個胖乎乎的酵母菌[4]，20萬個毛茸茸的黴菌，以及大約1萬個原生動物，包括我們最熟悉的變形蟲。還有各種輪蟲、扁蟲、圓蟲以及其他一些微生物，統稱為潛隱體。潛隱體[5]是生活在黑暗中、生活在相對溼度較高的條件下的小動物的總稱。它們可能藏在岩石下面的潮溼土壤中，或者躲在正在分解的樹皮裡。它們生長的環境，溫度和溼度都不會出現巨大的波動，特點就是氣候涼爽溼度高，而且避開了陽光等光源，很利於生長，所以它們的種類非常豐富。潛隱體中很大一部分都是我們所未知的東西，有很多微型動物都是潛隱體。但到目前為止，都沒有人給出潛隱體到底有多少種類的預估。畢竟這是一種擅長潛伏的物種。
最全面的微生物手冊《伯吉氏系統化微生物手冊》列出了大約4000種細菌。上世紀八十年代，有兩位挪威科學家在實驗室附近的林地裡，隨便取了1克土壤。然後仔細分析了裡面的細菌，他們發現僅僅是在這麼一個小小的樣品中，就包含了4000到5000種不同的細菌，超過了《伯吉氏手冊》中的全部細菌數量。他倆又跑到幾英里之外的海邊，再次取了1克土壤樣品，在裡面又發現了另外4000到5000種細菌。威爾森對此評論說，“如果僅僅是在挪威的兩個不同地方，取了兩小撮不同的土壤，就能發現超過9000種微生物。那麼，想想看，在全世界的所有宜居地帶，該有多少的微生物等待著我們去發現。”有人估計過，大約是4億種。在查閱資料的過程中[6]，我發現，目前被引用最多的兩個數字是，每升海水中有 20000 種細菌，和每克土壤中有 10000 種細菌。權威的美國地理協會似乎並沒有投入太多精力去研究這個問題。目前主流的觀點仍然和多年前挪威科學家的估算是一致的，每克土壤中有 2000-10000 種細菌。有一位叫 Gans 的科學家對此的估算數值是 100 萬，對，每克土壤中有 100 萬種細菌，數量可觀。你不要以為研究土壤中的細菌，只是為了細究一個數字。事實上，它還為抗生素的開發做出了貢獻[7]。可能很多人不相信，人類已經有近 30 年沒有開發出新的抗生素了，現有的抗生素其實只是過去品種的升級。但 2015 年 1 月，《自然》雜誌[8]詳細介紹了一種全新的名為“德克薩賓（Texabin）”的抗生素。這種抗生素是用一種新技術分離出來的。你可能有所不知，大多數抗生素都是來自土壤微生物產生的抗微生物化合物，但之前只有 1% 的土壤細菌可以在實驗室中培養。而《自然》雜誌介紹了一種新技術，叫作 iChip，能培養出高達 50% 也就是一半的土壤細菌，大大增加了開發更多抗生素的可能性。這種叫德克薩賓的抗生素已經被證明對小鼠是無毒的，但什麼時候能進行人體的臨床試驗尚不可知，應該還是比較遙遠的。研究人員希望，就算德克薩賓最終不能成為人類新的抗生素，iChip 這項技術也可以在與抗菌素的耐藥性的戰鬥中取得突破。
原文中此處為鏈接，暫不支持採集
大自然依舊保持神秘的第二個原因就是我們沒有找對地方。在《生命多樣性》一書中，威爾森描述了一位幸運的植物學家，他在婆羅洲10萬平方米的叢林中四處走了走，就發現了1000種有花植物，這個數量超過了以往在整個北美髮現的總和。這些植物並不難發現，僅僅是因為過去沒有植物學家去那裡找過，才會被忽略掉。肯尼亞國家博物館的梅斯說，他有一次去了一片“雲林”。在肯尼亞，山頂上的樹林被稱之為“雲林”。只用了半個小時，據他描述“不是特別仔細的搜尋”，就發現了四種新的倍足綱節肢動物，其中有三種是屬於新的“屬”。他還發現了一種新的樹種，梅斯說那是“好大一棵樹”啊，他還特意伸直了他的胳膊打比方，就好像在與一位胖舞伴跳舞一樣。雲林生長在高原的頂部，有時幾百萬年都無人問津。梅斯說，“它們為生物提供了理想的氣候環境，但很少有人去研究。”記得上期節目裡說過，美國密爾沃基公共博物館的古生物學家西恩領導了一批志願者，花了兩年時間，從 1989-1991 年，一共發現了超過 1000 種恐龍的遺骸，人類所擁有的恐龍化石的數量就此翻了兩倍。梅斯這裡的情況和西恩遇到的，差不多。不過這幾位都是幸運的，他們尋找物種的地兒都是素材豐富的檔案館。簡而言之，他們找對了地兒。那對於神秘的大自然，哪裡是最好的資源庫呢？答案就是熱帶雨林。
請你記住，我有時候會批評中草藥，但這並不意味著我否認熱帶雨林中這些寶貴植物的價值。多少個世紀以來為了逃避食草動物的啃食，它們被迫進化出了複雜的化學防禦措施，豐富而迷人的化合物質就是這麼來的。根據維基 Medicinal plants （藥用植物）的詞條顯示，國際每年進行出口貿易的被認為有藥用價值的植物數量在 5-7 萬種，2012 年的貿易額是 22 億美元，而2017 年這一潛在市場的交易額可能高達數千億美元[12]。兩個數字相差比較大，可能一是因為統計問題，二是因為有些交易是非法的，但上升的趨勢是明顯的。我想，每一公頃森林的消失都很有可能讓我們喪失寶貴的藥物資源。要知道，化學家們使用一種叫做組合化學的方法，在實驗室中一次只可以生成4萬種化合物，但這些都是隨機的產物，多數都沒什麼用處。但是自然界中的每一個分子都大不一樣，用《經濟學人》裡的一句話說，它們“經歷了超過35億年的進化，通過了大自然的終極審查。”
第三個原因是專業人才不足。有一句電影臺詞流行過一陣子，21世紀最貴的是什麼，人才！這句話其實放到任何一個時代任何一個領域，都通用。具體在探索大自然這件事上，需要我們去發現、複查、記錄的東西實在太多了，遠遠超出了能做這些事情的科學家的數量。這裡有一個鮮活的例子。我們以一種生命力極強但鮮為人知的叫作“吸蟎”的微生物為例，這是一種幾乎可以在任何東西上生存的微生物。當環境惡劣時，它們會緊緊地蜷縮成一個密集的形狀，關閉新陳代謝，等待環境變好。在這種狀態時，你可以把它們扔到沸水中，或是冰凍到接近絕對零度，這可是連原子都要投降的低溫。然而，一旦當這樣的折磨消失，返回到一個更舒適的環境中，它們就會奇蹟般的舒展開來，繼續活動，好像什麼也沒有發生過一樣。人類大約已經發現了450種吸蟎，主要根據外觀形態來區分它們[14]。但是，沒人知道，它們究竟一共有多少種，哪怕只是個大致的概念也沒有。在上世紀早期，對於吸蟎的發現幾乎都要感謝兩位業餘人士的執著工作。他們就是詹姆斯·穆雷和戴維·布萊斯。他們所描述的吸蟎的種類佔到了目前總數的 30%，約為 120 種[15]。到了上世紀末，來自韓國的研究人員在韓國東部的 18 個陸地或淡水棲息地裡採集了 25 份樣本，這些樣本中共發現了 38 種新的吸蟎。布萊森有一個風趣的比喻，吸蟎在全世界各地廣泛存在，但你如果把全世界所有的吸蟎專家都請到家裡來吃飯，也無需到鄰居家借盤子。
其實即使是像真菌這樣既重要又無處不在的生物，也沒有吸引到人類太多的關注。真菌隨處可見，形式多樣，比如蘑菇、黴菌、酵母、馬勃等等。幾乎人人都知道真菌的數量龐大。如果你把一塊普通的一公頃草地中的所有真菌都收集起來，一公頃也就是長100米寬100米，相當於八個籃球場的大小，你能收集到2800公斤[16]的真菌，10公斤一袋的大米有 280 袋啊，可以堆滿兩間15平米的房了。真菌可不是無足輕重的生物。如果這個世界少了它們，也就不會再有馬鈴薯枯萎病、香港腳這些討厭的疾病了，但同時，這世上也就沒有了酸奶、啤酒和奶酪這樣的美食。作為吃貨，我選擇，留下它，雖然這也不是我能決定的。目前已知的真菌總數大約是12萬種，但據估計，它們的總數可能高達220-380萬種。大量的真菌學家效力於奶酪、酸奶等食品的工業生產領域，所以很難統計到底有多少人正在真菌研究的領域裡埋頭苦幹，但我敢說他們的人數肯定要遠遠少於待發現的真菌種類。不過呢，真正有價值的真菌可能並不是太多。以最常見的酵母菌為例，根據美國科學基金會的數據，雖然酵母菌市場的估值超過 30 億美元[17]，而且酵母菌在食品飲料、生物燃料和飼料添加劑等多個領域中都被廣泛使用，但是真正能在工業中使用的酵母菌種類卻很少。實際存在著至少1500 種可以使用的酵母菌，但我們完全沒有物盡其用。
好了，今天我給你說的是大自然依舊保持著神秘，我們無法脫下它神秘外衣的原因有三個：一、大多數生命太小，容易被忽略；二、我們沒有找對地方，發現的生物數量往往太有限；三、專門進行物種研究的人才並不多。好了，下期接著聊。
[1]http://www.healthnewsdigest.com/news/Guest_Columnist_710/Mattress_Protection_for_Health_printer.shtml
[2]http://www.dailymail.co.uk/health/article-2614829/Dirty-bedrooms-triggering-allergy-epidemic-20-Britons-change-bedding-MONTH.html
[3]https://www.britannica.com/science/soil
[4]http://www.theunitygardens.org/uploads/1/4/5/0/14506314/composting_101.pdf
[5]https://en.wikipedia.org/wiki/Cryptozoa
[6]https://www.researchgate.net/post/Does_anyone_have_good_and_recent_estimates_of_bacterial_diversity
[7]https://www.metafilter.com/145922/Resistance-is-futile
[8]https://www.nature.com/articles/nature14098
[9]http://www.rainforestfoundation.org/commonly-asked-questions-and-facts/
[10]https://www.fs.fed.us/wildflowers/ethnobotany/medicinal/index.shtml
[11]https://en.wikipedia.org/wiki/Medicinal_plants
[12]https://en.wikipedia.org/wiki/Medicinal_plants
[13]http://www.fordras.com/lysozyme/
[14]https://en.wikipedia.org/wiki/Bdelloidea
[15]http://www.quekett.org/starting/microscopic-life/bdelloid-rotifers
[16]http://mycorrhizae.com/wp-content/uploads/2013/03/Biological-Approaches-to-Farming-PDF.pdf
[17]https://news.science360.gov/obj/story/ab5865af-4d13-4af5-bd0e-49fc23b69a7e/insects-help-find-new-yeasts-big-business
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