微观世界的居民：你知道吗？你并不孤单！
想象一下，你现在正坐在客厅的沙发上，手里拿着一块香喷喷的面包，一边看动画片一边享受美味。当你把面包送进嘴里、嚼碎、咽下去的时候，你有没有想过，这块面包接下来会去哪里呢？
它会顺着你的喉咙滑下去，经过一条长长的叫做“食道”的管道，然后钻进一个叫“胃”的大口袋里。胃会不停地挤呀挤呀，把面包揉成糊糊。再后来，这些糊糊会进入一条好几米长、弯弯曲曲的管子——那就是小肠和大肠，我们把它们合起来叫做“肠道”。
听起来好像很普通对不对？面包进去，消化完，完事儿！
但是，我要告诉你一个天大的秘密，一个连很多大人都不知道的秘密。
在你的肠道里，住着一支超级、超级、超级庞大的军队！这支军队不是由士兵组成的，而是由无数、无数、无数个小小的、小到看不见的生命组成的。它们小到什么程度呢？小到如果你把一百万个它们排成一队，都还不够一粒芝麻大。
这支军队有多少成员呢？说出来可能会吓你一跳——大约有100万亿个！
100万亿是多少？我来帮你数一数：1后面跟着14个零，就是100,000,000,000,000。这么多0，看得眼睛都花了，对不对？
你可能想问：“等等，这100万亿个小生命是从哪里来的？为什么会在我的肚子里？”
好问题！让我们从头开始讲起。
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一、你从来没有“独自一人”
小朋友，你知道吗？当你还在妈妈肚子里的时候，其实就已经不是一个人了。那时候你的身体里就已经有了微生物的存在——它们通过各种各样的方式来到了你的身体里安家落户。
有的微生物是妈妈给你的礼物。当你经过妈妈的产道来到这个世界的时候，会有大量的微生物覆盖到你的皮肤上、钻进你的嘴巴里、进入你的肠道中。科学家们把这种神奇的过程叫做“先锋微生物定植”，听起来很厉害对不对？简单来说就是，最早来到你身体里“安家”的那些微生物，它们会抢先占据有利的位置，然后慢慢繁衍生息，变成一个超级大的家族。
有的微生物是来自大自然的馈赠。当你第一次拥抱妈妈的时候，当你第一次被爸爸亲亲脸蛋的时候，当你第一次在草地上爬来爬去、第一次和小猫小狗玩耍的时候，都会有一些微小的生命悄悄地落在你的身上，然后慢慢找到通往你身体内部的“入口”，在你的肠道里找到了属于它们的小天地。
还有的微生物是你“吃”进来的。你知道吗？一个成年人每天大约会吃进去1到2公斤的食物！每吃进去一口食物，都可能带着一些小小的微生物。它们跟着食物一起进入你的胃里，虽然大部分会被胃酸杀死，但总有一些特别顽强、特别幸运的，能够活着到达肠道，然后在那里开枝散叶，建立自己的“殖民地”。
所以，从你出生的那一刻起，你就已经和这些小小的邻居们绑在了一起。你们一起长大，一起变老，一起度过每一天的快乐和悲伤。
你从来没有“独自一人”。从某种意义上说，你不仅仅是一个独立的“你”，更是一个由无数微生物和你自己共同组成的“小宇宙”。
科学家们给这个神奇的概念起了一个名字，叫做“超级有机体”。有机体的意思是一个活着的生命体，而“超级”是因为它比我们想象的要复杂得多——它不仅仅包括你自己，还包括生活在你身体里的所有微生物。
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二、什么是微生物？它们长什么样？
好，现在我们知道身体里有这么多小小的生命了。但到底是什么是微生物呢？它们长什么样子呢？
微生物的“微”，是微小的微。它们是一类非常非常小的生物，小到我们用肉眼根本看不见。你可能会说：“我看得见蚂蚁啊，蚂蚁就很小很小了。”没错，蚂蚁对我们来说已经很小了，但微生物比蚂蚁还要小一万倍、一百万倍！
如果把一个蚂蚁放大到和这座大楼一样高，那微生物大概只有蚂蚁身上的一根毛那么小。
想象一下，你的手掌上有多少根汗毛？可能有几十万根吧？好，现在想象一下，如果每一根汗毛上都住着一个微生物的“家庭”，甚至好几个“家庭”，那你的手掌上能住下多少微生物？
答案是：几百万个！
这就是微生物真正可怕的地方——它们不仅仅数量多，而且分布得超级广。
现在让我们来看看几种最常见的微生物吧！
看不见的小圆球——细菌
细菌是微生物世界里最常见、数量最多的一大门派。它们的样子多种多样，有的像小圆球，有的像小棍子，有的像弯弯的月牙，还有的像螺旋形的弹簧。
如果你有机会用显微镜观察细菌，你会发现它们简直就像是一群各种各样的“建筑”——
有的细菌排列成串，像一串串葡萄，科学家们叫它们“葡萄球菌”；
有的细菌排成一排，像一串珠子，叫做“链球菌”；
有的细菌是两个两个在一起，像一个个数字“8”，叫做“双球菌”；
还有一些细菌是杆状的，长长的像一根小棍子，我们就叫它们“杆菌”。
细菌很小很小，一万个细菌排成一排，才相当于一根头发丝的宽度！你能想象吗？
但是别看它们小，细菌的本领可大了。它们只需要一点点食物、一点点水，就能够很好地活下去。有的细菌只需要20分钟就能分裂成两个新的细菌。如果条件合适的话，一个细菌在一天之内就能变成几百万、几千万个！
当然，不是所有的细菌都是坏蛋。大部分细菌其实都是我们人类的好朋友，它们帮助我们消化食物、制造维生素、甚至保护我们不被坏细菌欺负。我们后面会详细介绍这些好细菌，现在你只需要记住这一点就好了。
会长出“小森林”的家族——真菌
真菌是微生物世界的另一个大家族。和细菌比起来，真菌的个头稍微大一点点，有时候用普通显微镜就能看得很清楚。
说到真菌，你可能最先想到的是蘑菇。对了，蘑菇就是真菌的一种！但是在微生物的尺度上，蘑菇可算是“巨无霸”了。我们要说的真菌，是那些小到看不见的酵母菌、霉菌之类的。
如果把真菌放在显微镜下观察，你会发现它们的样子和细菌完全不一样。细菌大多数是单独的个体，各过各的。但真菌喜欢“拉帮结派”——它们会长出长长的丝状结构，像一根根细细的管子，叫做“菌丝”。很多很多菌丝交织在一起，就形成了一张密密麻麻的网，科学家们叫它“菌丝体”。
有意思的是，你平时看到的发霉的东西上那层绿色、蓝色或者黑色的“毛毛”，其实就是真菌的菌丝体！如果用放大镜仔细看，你会发现那些“毛毛”其实是一棵棵小小的“树”，每一棵“树”上面还顶着一个圆圆的小球——那是用来产生孢子的结构，孢子就像是真菌的“种子”，能够飘到别的地方去，继续生长出新的真菌。
酵母菌是真菌家族里比较特别的一类。酵母菌不像其他真菌那样长出菌丝，它们是单独的、圆圆的或者椭圆形的小细胞。但是酵母菌有一个超级厉害的本领——它们会把糖变成酒精和二氧化碳！这个过程叫做发酵。我们做面包、蒸馒头的时候用到酵母粉，就是酵母菌在帮忙。它们产生的二氧化碳会在面团里形成一个个小泡泡，让面包和馒头变得松软多孔，吃起来又香又软。
其他奇奇怪怪的“小伙伴”
除了细菌和真菌，微生物世界里还有好多其他奇妙的成员。
比如说病毒。病毒比细菌还要小，小到很多普通显微镜都看不见它们。病毒的样子有的像小球，有的像小棒，还有的像外星人的太空舱——浑身长满了“小触手”。
病毒的厉害之处在于，它们不能自己独立生活，必须钻进其他生物的细胞里才能繁殖。你可以把它想象成一个超级懒的家伙——自己没有腿不会走，没有嘴不会吃，只能偷偷溜进别人的“房子”里，霸占别人的厨房和餐厅，然后大量复制自己，再跑出去祸害更多的“房子”。
大多数病毒对我们人体是没有害的，只有少数病毒会让我们生病，比如感冒病毒、流感病毒等等。不过别担心，我们的身体有强大的免疫系统，就像一支超级英雄军队，会把这些坏病毒打得落花流水。
还有一类微生物叫做“原生生物”。这些小家伙比细菌和病毒都要大一些，有些甚至可以用普通显微镜看到。原生生物的种类很多，有的会游来游去，有的会爬来爬去，有的甚至会利用阳光制造食物——你也可以把它们想象成微生物世界的“植物”哦！
最后还有古菌。这是一类非常古老的微生物，它们的名字里虽然有个“古”字，但可不是老爷爷老奶奶哦！它们是因为在地球非常非常古老的地层里被发现而得名的。古菌的生活方式很特别，有的喜欢在滚烫的温泉里泡澡，有的喜欢在咸咸的盐湖里游泳，还有的喜欢在没有氧气的环境里生活，简直就是微生物世界的“极限运动爱好者”！
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三、一艘奇妙的太空飞船——人体是个“小宇宙”
好了，现在我们已经认识了微生物世界的主要成员。但我还是觉得不够直观。想象一下，如果把这些概念变得更具体一点、更有趣一点，会是什么样的呢？
让我来给你讲一个故事。
想象你是一艘巨大太空飞船的船长。这艘飞船非常非常先进，长度有好几米，有好几层“甲板”，还有各种各样神奇的舱室。
飞船的最外面是你的皮肤。皮肤就像飞船的外壳，是一层柔软但结实的保护层。它能挡住外面的灰尘、细菌、病毒，还能防止身体里的水分跑出去。你知道吗？皮肤是人体最大的器官，如果把它展开来，差不多有2平方米那么大，相当于一张小书桌的面积！
飞船的最上面是一个圆圆的舱室——那就是你的大脑。大脑是飞船的指挥中心，所有的指令都从这里发出。当你想伸手拿一块饼干的时候，是大脑发出信号，让你的手去执行这个任务。
大脑下面连着一根细细的“电缆”——那就是脊髓。脊髓就像飞船里的主干网线，把大脑的命令传递给全身，同时把身体各处的感觉传回大脑。
再往下看，你会看到飞船的“发动机”——那是你的心脏。别看心脏只有拳头那么大，它可是全世界最勤劳的泵！每分钟大约跳动70到80次，每天跳动10万次左右，一年下来跳动3000多万次！心脏每天泵出的血液有好几吨重，足够装满一个小型游泳池了。
在飞船的中间位置，有一个弯弯的“大仓库”——那就是你的胃。胃就像一个强有力的搅拌机，会不停地收缩、蠕动，把吃进去的食物磨碎、搅拌、混合。胃里还有一种叫做“胃酸”的液体，酸性超级强，连金属都能腐蚀！胃酸一方面负责消化食物，另一方面还能杀死大部分跟着食物混进来的坏细菌。
但是整个飞船里最神奇的地方，要数那条弯弯曲曲、长达好几米的“管道”了——那就是你的肠道。肠道分为小肠和大肠两部分，加起来大概有5到7米长，相当于两三层楼那么高！如果把肠道的内壁完全展开，面积可以达到200多平方米，比一套普通公寓的面积还要大！
肠道就是这些微生物居民们最主要的家园。
现在，让我们把这艘太空飞船降落到你的身体上。
你是船长，皮肤是大飞船的外壳，大脑是指挥中心，心脏是发动机，胃是消化舱，肠道是……微生物们的居民区！
没错，在肠道的每一寸“土地”上，都住着密密麻麻的微生物。它们有的趴在肠壁上，像一群晒太阳的小精灵；有的漂浮在肠道的内容物里，跟着食物残渣一起流动；还有的躲在肠道的褶皱里，那里温暖、潮湿、食物丰富，是最理想的“豪宅小区”。
科学家们估算，一个成年人身上的微生物总重量大约是1到2公斤。2公斤有多重？大概相当于三四盒牛奶的重量！你身体里住着这么多微小的生命，光是它们的重量就相当于三四盒牛奶！
而且你知道吗？在你的身体里，微生物的数量是你全身细胞数量的1.3倍！也就是说，如果把你身体里所有的细胞都去掉，只留下微生物，这些微生物的数量仍然比原来你身上的细胞数量多出30%！
天哪，听起来是不是有点吓人？
但是别怕！这些微生物绝大部分都是好居民，它们和你的身体是互利共生的关系。
什么是互利共生呢？简单来说就是你好我也好，大家都开心。
微生物们住在你的肠道里，可以舒舒服服地吃到食物，还能受到你身体很好的保护。而作为回报，它们会帮你做很多很多事情：帮你分解那些你自己消化不了的食物、帮你合成维生素、帮你训练免疫系统、甚至还能帮你抵抗坏细菌的入侵！
所以，当你乘坐这艘“人体飞船”在宇宙中遨游的时候，你其实从来不孤单。在你的身体里，住着数万亿个小小的工作人员，它们各司其职、齐心协力，让这艘飞船能够平稳地运行下去。
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四、发现“看不见的世界”——人类认识微生物的曲折历程
话说回来，人类是怎么发现这些小小的肠道居民的呢？这就要从几百年前说起了。
列文虎克：打开微观世界大门的人
在很久很久以前，人们根本不知道有微生物这回事儿。那时候大家觉得，世界上只有看得见、摸得着的东西才算数。什么细菌、病毒，那都是不存在的。
直到有一天，一个叫安东尼·范·列文虎克的荷兰人改变了这一切。
列文虎克是荷兰一个布商的的儿子，家里并不富裕。16岁的时候，他来到阿姆斯特丹学习布匹贸易，后来回到自己的家乡开了个小小的杂货店，卖些杂货、咸肉、鸡蛋之类的东西。
按理说，这样一个人大概会平平淡淡地过完一辈子。但列文虎克有一个爱好——磨镜片。
那时候的显微镜还很简陋，镜片的质量也不太好。列文虎克不知道从哪里学来的手艺，磨出的镜片质量出奇地好，放大倍数比当时所有的显微镜都高！
他用这些自己磨的镜片来看各种东西：苍蝇的眼睛啦、蜜蜂的腿啦、植物的叶片啦……每看到一样新东西，他都会兴奋地记录下来。
1676年的一天，列文虎克从自己的牙缝里刮下来一点点牙垢，放到显微镜下观察。
他看到了什么？
“我的牙垢里，有一些极小的活的生物，比我之前见过的任何活物都要小一万倍还多！它们在不停地扭动、旋转，像是一群群忙碌的小鱼在水里游泳！”
列文虎克赶紧把他看到的画了下来，写信告诉了英国皇家学会——那是当时世界上最厉害的科学研究机构。
信寄出去之后，很多科学家都不相信。有人嘲笑他说：“这肯定是列文虎克眼睛出了问题，哪有什么看不见的生物！”
但是当英国皇家学会派来的科学家亲眼看到列文虎克显微镜下的景象时，他们惊呆了。列文虎克没有骗人！真的有一些微小到不可思议的生物在活动！
从此，一个全新的世界向人类敞开了大门。
列文虎克一生磨了400多片镜片，放大倍数最高达到了275倍。在那个年代，这简直是不可想象的。他用这些简陋但精妙的工具，观察了几百种不同的物质，发现了无数种微生物，为人类认识微观世界奠定了坚实的基础。
从猜测到证实：肠道微生物的发现之路
虽然列文虎克让我们知道了微生物的存在，但人类真正认识到肠道里住着这么多微生物，还是后来的事情。
19世纪的时候，法国著名的科学家巴斯德发现了一个有趣的现象：即使把肉汤煮沸、消毒，封存在完全密封的瓶子里，一段时间之后肉汤还是会变浑浊、长出微生物。这说明微生物不是凭空从肉汤里“自然产生”的，而是从空气中、从我们的周围飘进去的。
巴斯德还发现，酵母菌能把糖变成酒精和二氧化碳——这就是发酵的原理。他证明了发酵不是一种简单的化学变化，而是一种生物过程，离不开微生物的参与。
顺着这个思路，科学家们开始思考：既然微生物这么普遍，那我们的肠道里是不是也有微生物呢？
1886年，一位叫帕斯图的德国医生做了一个实验。他把健康人的粪便稀释了很多倍，然后放在显微镜下观察。结果发现，每一个人的粪便里都含有大量的细菌！
“天哪！”帕斯图惊呼，“我们的肠道里竟然住着这么多细菌！”
帕斯图是最早系统性地研究肠道菌群的人之一。他甚至尝试分离出一些肠道细菌，看看它们长什么样、有什么特点。
从那以后，越来越多的科学家开始关注肠道微生物这个领域。他们发现，肠道里的微生物种类多得惊人——可能有好几百种甚至上千种不同的细菌、真菌和其他微生物。它们在肠道里形成了复杂的群落，彼此之间相互作用，也和宿主——也就是我们人类——相互作用。
20世纪中后期，随着科学技术的进步，人类对肠道微生物的研究进入了新的阶段。科学家们发现，肠道微生物不仅仅是“住”在我们身体里的房客，它们和我们自己的细胞之间存在着密切的合作关系。
21世纪以来，基因测序技术的突破让我们能够更深入地了解肠道微生物的组成。我们不再需要培养每一种细菌，只需要提取微生物的DNA进行测序，就能知道肠道里具体有哪些种类的微生物，它们各自占多少比例。
这个领域的研究发展得太快了！每年都有大量新的发现涌现出来。科学家们发现，肠道微生物和我们的健康、疾病、情绪、甚至行为都有着千丝万缕的联系。
“肚子里的超能军团”就是这样一支神奇的存在——它们数量庞大、种类繁多、功能强大，正在等待着我们去更深入地了解和认识。
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五、神奇的数字：重新认识“自己”
在认识肠道微生物的过程中，科学家们发现了一些非常有意思的数字。这些数字可能会彻底改变你对“自己”的认识。
100万亿：这是人体肠道内微生物的总数。想象一下，如果你有100万亿颗糖果，那够你吃多少年呢？假设你每秒能吃掉一颗，不吃不喝不停嘴，也要30多万年才能吃完！100万亿，就是这么多。
1000种：这是人体肠道内微生物的种类数。没错，不同种类的微生物加起来可能有1000种那么多！这就像是肠道里有1000个不同“民族”的居民，它们各有各的特点，各有各的特长。
1.3倍：这是微生物数量和你自身细胞数量的比例。换句话说，你身体里有一半以上的“细胞”其实不是你的细胞——它们是微生物的细胞。听起来是不是很不可思议？但这是真的！
200种：这是你肠道内可能含有功能基因的数量。这些基因来自各种各样的微生物，它们编码了无数的蛋白质，帮助你完成各种生理功能——消化食物、合成维生素、抵抗病原体……
10%：这是你肠道微生物总体重占你体重的比例。如果一个40公斤重的小朋友，肠道里的微生物大约有4公斤重。4公斤，大概相当于一个大西瓜的重量！
37.2万亿：这是成年人全身细胞的数量。而微生物的数量是这个数字的1.3倍，也就是大约48万亿个。
现在我们来玩一个有趣的游戏——我们来数一数自己的细胞。
你大概有40万亿到60万亿个细胞。这个数字已经很大了，大到我们根本无法想象。一滴水里有几百万个细胞吗？没有。但你身上的细胞总数已经超过了40万亿。
而微生物呢？它们的总数是你自身细胞总数的1.3倍。
这意味着，在你的身体里，你其实只是“少数派”。
你身体里大约56%的细胞是微生物，只有44%是你自己的细胞。
当然，这并不是说你的一半不是你。你还是你，那个独一无二的你。微生物细胞和人体细胞在大小上差了很多很多，所以虽然微生物的细胞数量多，但它们的总体积只占我们身体的一小部分。
打个比方：如果把人体比作一座城市，那人体细胞就像是城市里的高楼大厦，而微生物就像是大街小巷里密密麻麻的居民。虽然居民的数量比高楼多得多，但他们的居住面积加起来，可能还不到城市总面积的一半。
但不管怎样，有一点是确定的：你的身体是一个无比复杂的生态系统。在这个生态系统里，你的人体细胞和微生物细胞共同生活、彼此影响，缺一不可。
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六、好细菌、坏细菌和墙头草——肠道微生物的三类居民
现在我们已经知道了肠道微生物的数量有多惊人，那么接下来，让我们来看看这些小小的居民都有哪些类型。
科学家们根据它们和我们的关系，把肠道微生物分成了三类：好细菌、坏细菌和墙头草细菌。
默默奉献的好细菌
好细菌是指那些对人类健康有益的微生物。它们就像是肠道里的“劳模”，每天勤勤恳恳地工作，为我们的身体健康做出巨大的贡献。
双歧杆菌是好细菌家族里的明星成员。双歧杆菌长得细细长长的，有点像字母Y或者字母V，有时候会连成一串。它们特别喜欢住在小肠的下半段和大肠里，是婴儿肠道里最主要的细菌种类。
双歧杆菌有什么本领呢？它们的拿手好戏是分解母乳里的一种特殊糖——乳糖！小宝宝喝母乳的时候，母乳里有很多妈妈专门为宝宝准备的营养物质，但小宝宝的消化系统还不完善，自己消化不了这些营养。这时候双歧杆菌就出马了，它们把乳糖分解成宝宝可以吸收的东西，让宝宝能够茁壮成长。
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