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我们的小肠和大肠中都有成千上万种细菌、真菌、古菌和病毒 。尽管这其中的大多数微生物的活性尚不清楚 ， 但很明显 ， 存在于我们肠道中的某些细菌会消化食物中我们原本无法使用的多糖 ， 从而释放出一部分我们可以受益的能量 。
例如 ， 在大肠中 ， 厌氧细菌将膳食纤维发酵成短链脂肪酸（如丁酸） ， 进而滋养结肠上皮细胞的主要成分——结肠细胞 。
因为它们的努力 ， 其他细菌也得到了舒适、气候受控的家 ， 并有稳定的营养供应 。 在此情况下 ， 两方通过互相帮助 ， 而获得更大的优势 ， 这在生物学上被称为互惠主义 ， 最典型的例子就是花朵与传粉者之间的关系 。
跳出人类往外看 ， 我们可以观察到更极端的肠道共生 ， 例如 ， 在像牛这样的反刍动物中 ， 它们进化出了特殊的胃 ， 其中容纳的细菌可降解草中坚韧的纤维素 。
也许更明显的例子是白蚁 ， 白蚁中的很多种群都以木材作为唯一的食物来源 ， 并且被认为是消化木材的冠军 。 这些昆虫是热带生态系统的关键 ， 因为它们是发挥降解作用的肉眼可见的小动物的主要成员 。 这反映在非洲大草原等地方的大量白蚁上 ， 据估计 ， 它们的生物量超过了所有放牧哺乳动物的生物量 。
与牛一样 ， 白蚁肠道是微生物的家园 ， 可以处理顽固的聚合物 ， 例如木材中的木质纤维素 ， 并且其肠道已经进化出专门负责消化各阶段的独立隔室 ， 这在本质上类似于一个造纸厂 。
有趣的是 ， 随着时间的推移 ， 白蚁与其肠道微生物之间的关系并非一成不变的 ， 这可以通过比较不同的白蚁物种并追踪它们之间的进化关系来说明 。
据推测 ， 当今白蚁的共同祖先依靠鞭毛原生生物（一种真核生物）来消化木质纤维 。后来 ， 或许是当某些白蚁遇到了新的环境并进化为消耗木材以外的其他植物来源时 ， 某些世系失去了它们的原生帮助者 ， 并用功能相似但不同的细菌和真菌代替了它们 。
在某些情况下 ， 微生物已完全从其白蚁宿主中清除 。 在这些情况下 ， 白蚁将细菌培养在“菌圃（combs）”上 ， 这些菌圃是由粪便或部分被消化的植物碎屑形成的海绵状结构 。 尽管这种策略的优势尚不清楚 ， 但从某种意义上说 ， 它们在自己的身体之外仍保持着功能性的“内脏” 。
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③ 肠道菌群功能“强大”
肠道微生物在消化中的功能就是宿主-肠道-微生物组共生的经典案例 。 我们也意识到我们的微观租户还可以带来其他好处 ， 比如肠道微生物可以帮助宿主战胜病原体 ， 因此它成为机体与外界环境间重要的防火墙 。但从 21 世纪初开始 ， 一波研究浪潮开始兴起 ， 表明肠道微生物和宿主生物功能以及疾病状态之间有更多的联系 。 这种兴趣复苏的关键因素之一是使用去除了微生物的小鼠 。 这种动物被称为“无菌”小鼠 ， 通过剖腹产出生 ， 以阻止微生物从母鼠转移到幼崽 ， 这是肠道定殖的主要途径 。 然后 ， 它们与环境隔离 ， 以防止暴露于微生物 。 使用这些“无菌”小鼠 ， 研究人员可以更容易地操纵肠道微生物来探索其功能 。
考虑到微生物组在营养中的已知作用 ， 对于无菌小鼠需要摄入更多以维持与常规饲养小鼠相同的体重也就不觉得奇怪了 。 但它们还表现出其它一系列的表型 ， 包括升高的应激反应 ， 而这种表型可以通过给动物提供一种名为婴儿双歧杆菌（Bifidobacterium infantis）的肠道菌株被抑制（Sudo et al. (2004) J. Physiol. 558, 263–275） 。
这些结果表明 ， 肠道微生物的影响可能超出其肠道内局部环境的范围 ， 甚至可能影响中枢神经系统 。
在另一个例子中 ， 研究表明无菌小鼠无法充分发挥其免疫系统的作用 ， 而另一种细菌 ， 脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）可以恢复该功能 ， 但其机制尚不清楚（Mazmanian et al.（2005）Cell 122 ， 107-118） 。
稿源：(热心肠先生)
【】网址：http://www.shadafang.com/c/hn1105c5Z02020.html
标题：质疑|Cell子刊：面对质疑，微生物组研究未来该如何发展？( 二 )
