身体里的细菌：揭示细菌对人类的作用

细菌影响着我们日常生活的方方面面。生活在我们体表和体内的细菌能够帮助我们消化食物、抵抗有害微生物，甚至还有益于心理健康。不过，有些不太友好的细菌会引发各种疾病，小到咽喉肿痛，大到威胁生命。无论是让美味的奶酪和可可发酵，还是以糖酿酒，人们都需要细菌的帮忙，但细菌同样能致使食物腐烂，引发食物中毒。

从更广泛的角度来看，细菌能分解有机物，就像高效回收站一样，将有机物分解成营养物质，使其回归土壤。细菌还能将大气中的碳和氮转化成动植物所需的营养物质。可以说，没有细菌我们就无法生存。本章将揭密这种奇妙的生物，介绍细菌是什么、有何种形态，又是如何寄生在人类身上产生作用的。

乳杆菌属细菌

我们的身体上寄生着数以万亿计的微生物，它们都是小到只能借助显微镜才能观察到的生物体。大部分微生物都是细菌，它们是单细胞生物，而细胞是生命体结构的基本单位。

一个普通人身上的细菌加起来能装满一个汤罐，这些细菌细胞的数量比人体细胞还要多，前者与后者比例可达到3:1（实际估测值从1:1到10:1不等）。但是细菌并不是唯一一类寄住在我们体内的微生物，古细菌、原生动物、病毒，以及真菌也寄生在人类身上。由这些微生物构成的群体称为“微生物群系”，其中的生物种类和数量因人而异

人体由约30万亿个细胞构成，但和体内微生物群系的生物细胞数量相比就显得微不足道。仅在人体口腔里生活的细菌就有约500种，而肠道中更有约100万亿个细菌。

微生物可能引发疾病这一事实臭名远扬，我们把这些对人体有害的微生物称作病菌。病毒是最小、结构最简单的微生物，常能引发普通感冒和流感；细菌可能导致感染，引发咽喉炎及结核病；足癣和念珠菌病（鹅口疮）则通常由真菌感染引起；原生动物则会引发疟疾和贾第虫病。为了避免沾染这些病菌，许多人在生活中尽量保持自身和环境卫生，减少与此类病菌的接触。事实上，只有小部分寄生在体表或体内的微生物是真正对人体有害的病菌，体内微生物群系中的多数微生物都是良性的，也就是对人体有益的。

比如，有的细菌帮我们强化和维持免疫系统，有的为我们提供维生素或其他重要营养元素，还有的细菌通过良性增殖将有害菌种“赶出”体外。因此，维持微生物群系健康稳定是十分重要的。现代生活中过量服用抗生素、使用消毒剂洗手、在户外“不卫生”的环境中滞留的时间减少，都会对人类体内寄生菌环境的稳定造成影响。这种影响导致了全球范围内许多疾病发病率的上升，如自身免疫性疾病（湿疹和克罗恩病）、过度肥胖、癌症和抑郁症。也就是说，如果我们扰乱自身的微生物群系，最终只能自食其果。

以下术语经常被用来表述生活在我们体表和体内的不同种类的微生物：

细菌体：
单个细胞构成的细菌

菌落：
通过无性繁殖，基因相同的一群细菌

种群：
属于同种微生物，生存在一处，但基因不同的一群微生物

群落：
属于不同种微生物，但生存在一处的一群微生物

微生物群系：

所有微生物共同生存在一个特定的环境中，基因各不相同

科学家常用进化树来分析不同生物间的关系，我们的微生物群系也由许多不同种类的微生物构成，所以下面用进化树来展示这些微生物。尽管这些微生物种类相去较远，它们仍以各自的方式在人体内的不同部位共存并不断繁殖。

生物按基本结构分为原核生物和真核生物，有成形细胞核的叫作真核生物，没有成形细胞核的叫作原核生物

地球上最古老的生物是原核生物，是所有生物的祖先，诞生于约40亿年前。原核生物的细胞结构十分简单，没有细胞核，也没有核膜。在其他细胞中，这两种细胞器在细胞的特定位置，对控制酶、蛋白质和细胞所需的其他物质进出细胞起着至关重要的作用。细菌没有这两种细胞器，直接从外界获取所需物质，就如同在房间内到处摆满香料，而不是将香料摆在同一个架子上。但是，缺少成形的细胞核并没有影响原核生物的生存和繁殖，它们在世界各处存在着，也在人体内繁衍生息。

目前的细胞分类体系并不适用于病毒，病毒是否属于生物体仍有争议。在目前的研究中，科学家为病毒建立了一个独立的分类体系。

病毒含有遗传物质，能够进化，但没有细胞核，必须在活细胞内寄生和增殖

科学家最初认为，所有的原核生物都是细菌，都无法在极端环境下生存，如温泉和咸水湖。进一步研究发现，有些特殊的“细菌”具有某些特性，与真核生物更为相近。1977年，科学家将这类生物归为单细胞原核生物，称为古细菌。并非所有古细菌都生存在极端环境下，在海洋和土壤中也曾发现过古细菌，人体内也存在古细菌。古细菌也是人体微生物群系中的一员，迄今暂未发现能够致病的古细菌，不过科学家们也是最近才开始研究这些微生物的。

原生动物和真菌都属于人体的微生物群系，它们都是真核生物，有一个细胞核，也有细胞器。原生动物是单细胞生物，通常需要寄生生存，它们是否有助于维护人体微生物群系稳定还不得而知。寄生在人体内的微小真菌通常是多细胞生物，每个人体内都有真菌寄生，但真菌的数量要比细菌少很多。因此，下面我们要重点了解一下，在我们体内的“客人”之中数量和种类均较多的微生物——细菌。

相对而言，细菌是结构简单的生物体，通常都只有几微米（百万分之一米）。尽管如此，细菌的形态和大小不尽相同，聚集形态也各式各样，科学家们正是通过观察菌落明显的物理特征来辨别细菌并对其进行分类的。

DNA（脱氧核糖核酸，一种遗传物质）：即盘绕在细胞内的单条环状染色体，负责储存细胞生存所需的基因。

细胞膜：半透性膜，能将细胞与外界环境分隔开。

细胞壁：细胞膜外一层坚韧的结构，不仅能够维持细胞形状，还能够保护细胞不受外界环境破坏。

细胞质：细胞的内部环境。

核糖体：根据遗传密码组装蛋白质的场所。

质粒：细菌从外部环境中、病毒或其他细菌处获取的小型环状DNA分子，这些额外获得的DNA可以大大提高细胞的机能，当其中含有抗生素的抗性基因或快速生长的基因时，效果格外明显。

鞭毛：由蛋白质构成的鞭状“尾巴”，一些细菌用其增强移动能力。

荚膜：有时细胞壁在恶劣条件下无法为细胞提供足够的保护，一层类糖分子（多糖）物质为其提供附加保护。

菌毛：为丝状结构，有助于细胞吸附在宿主细胞（如人类细胞）的表面。

细菌的三种主要形态为：杆状、螺旋状和球形。细菌的物种名称通常能表明其形态，例如，引起咽喉感染和耳部感染的细菌为球形或卵圆形，因此命名为链球菌（有一种常见炎症称为“链球菌咽喉炎”）。

细菌的形状与它生存的环境和所属的功能相匹配：一些球形细菌可以紧密地聚集在一起，并且分裂速度更快；棒状形态则更适合需要移动的细菌；螺旋状形态更适合在黏稠液体中移动的细菌，例如，空肠弯曲菌可通过肠黏膜，感染肠黏膜保护的细胞，引发食物中毒。细菌可以通过改变形状来适应环境变化，如有些细菌会变大以避免被捕食性原生动物吃掉，或是能够在营养有限的情况下变小。

杆状
（芽孢杆菌）

螺旋状
（包括弧菌、螺旋菌和螺旋体）

球状
（球菌）

细菌的基本组成及可能拥有的其他特征。

❶ 细胞壁

❷ 细胞膜

❸ 脱氧核糖核酸

❹ 细胞质

❺ 核糖体

❻ 荚膜

❼ 质粒

❽ 菌毛

❾ 鞭毛

每一种细菌都有维持细胞运转所必需的固有特征，但是特定物种也会有一些特殊的特征，可以大大提高它们的机能。

引起尿路感染的细菌（大肠杆菌）在引发感染的不同阶段会改变其形状，使细菌更容易在尿道内繁殖和活动。大肠杆菌的形态变化如同警察“列队”：①感染后2小时，大肠杆菌为独立的且不运动（不能运动）的杆状大肠杆菌；②感染后7小时左右，大肠杆菌成群聚集，且为不运动的球状菌体；③感染后12小时左右，大肠杆菌从菌群中分离出来，变为运动的杆状菌体。

伪装大师
细菌的形状对它们的生存非常重要——能够影响它们进食、分裂、移动和相互附着的方式——它们可以像这些大肠杆菌一样改变它们的形状，以获得竞争优势

许多但并非全部的细菌能够在它们生存的环境中活跃地运动。有些细菌只有一根或一簇鞭毛，像螺旋桨一样为细菌的前进和后退提供动力。螺旋形的细菌只需要通过在所处环境中旋转运动，就可以移动。有些菌种能够在厚厚的黏液层上滑动，而另一些菌种则利用菌体附有的钩状体来牵引运动。

有些细菌倾向于成对、成群或长链聚集在一起，而有些不经常“成群结队”的菌种有时也会聚集起来，以抵抗捕食者或是有害化学物质。在特定情况下，细菌可以形成一种叫作生物膜的复杂基质。首先，单个细胞牢牢地黏附在实体表面，随后与附近的其他细菌粘连在一起，其中会应用到不同类型的蛋白质。最终整个菌落被包裹在一个蛋白质外壳中，此时其对抗生素的抵抗力比单个细胞时高出数千倍。

下面解释常用于定义细菌的三个术语。

无性繁殖体：由单个细菌分裂而来的子细胞，它们与原始细胞基因相同，一组无性繁殖体被称为一个菌落。

菌株：指基因发生变异后，与原同类细菌出现特征上的差异的新型细菌，如毒性更强。该细菌的后代都存在相同的变异，也就是说它们同属一个菌株。

菌种：来源相同的菌株的集合，相比其他菌株，这些菌株之间更为相似。细菌的物种较为繁杂，它们进化速度极快，在短短几十年内，一些现在被认为是新品种的菌种可能会变成全新的菌种，与过去完全不同。因此，研究细菌相当于不断地更新对于各个菌种的认识，其频率之快难以想象。

和社会中有形形色色的人一样，人类的微生物群系中也有“正派居民”和“捣乱分子”。虽然大多数都是有益细菌，但如果条件适合，有些细菌也会引发疾病。

构成大多数微生物群落的有益细菌，如嗜酸乳杆菌，被称为非病原体，因为当前研究表明它们不会引发人类疾病。有害细菌，如结核分枝杆菌，则能够引发肺结核，被称为病原体，因为已知它们能够引发疾病——它们不是人类微生物群系的一部分，但能够使人类感染。另外，也有许多机会性致病菌，一旦条件适合，它们就会从微生物群落的“正派居民”转变为“捣乱分子”。

能够使机会性致病菌致病，为其创造合适生长环境的条件多种多样。例如，正常情况下细菌无法触及皮下组织，当皮肤被划伤，皮肤上的切口就为细菌提供了一个入口。更严重的伤口，尤其是当肠壁出现伤口，细菌可能会通过这个伤口进入血液，再随血液流动感染身体的其他部位。

一种细菌在身体的某个区域是有益细菌，但当它移动到另一个区域并占主导地位时，就有可能引发疾病。金黄色葡萄球菌在蓝色区域（右）时是有益细菌，却会在红色区域致病

机会性致病菌也会在免疫系统受损时引发疾病，而抗生素、怀孕、免疫疾病、营养不良、化疗等医疗手段，甚至仅仅是疲劳，都会导致免疫系统受损。在这种情况下，有害细菌几乎不会被吞噬分解。

虽然免疫系统在消灭有害细菌方面发挥着重要作用，但一个强大且健康的微生物群落对于抑制感染的作用越发显得同样重要。正如向好发展的人类社会不能容忍周围的不良行为，健康的微生物群系可以有助于预防感染。

微生物群系在对付“捣乱分子”时有许多不同的“策略”：通过占据所有的空间、所有的营养成分，使得有害细菌难以找到立身之所，没有食物供给，只能不断移动；有益细菌可以改变所处环境，使其更适合自身的需要，令有害细菌难以适应；有益细菌甚至会产生抑制有害细菌生长的毒素。如果这些“策略”都不起作用，有益细菌就会召唤人体的免疫细胞来帮助除掉这些“捣乱分子”。

金黄色葡萄球菌的

特征：

·球形；

·成群生存；

·直径小于1微米。

注释：正常态微生物群系中含有金黄色葡萄球菌的人（称为携带者）更容易受到这种细菌的感染。不过，他们的感染程度往往比非携带者要轻。

金黄色葡萄球菌通常是一种温和的人体微生物群系成员，约30%的人的皮肤、肠道和上呼吸道都存在这种细菌。然而，一旦皮肤上出现伤口，金黄色葡萄球菌就会抓住繁殖的机会。由于其细胞壁有助于该菌附着在凝血过程中形成的蛋白质上，通过迅速繁殖，就能够对正在修复受损组织的免疫系统造成严重损坏

人与微生物群系中的微生物维持的长期关系叫作共生关系（symbiosis，由意为“一起”的“sym-”和意为“生存”的“–biosis”构成）。自然界中存在着许多不同的共生关系，有些是良性的，有些则是恶性的。同一物种的生物之间，或是完全不同的物种之间都可能共生，比如人类和人体的微生物群系。

共生可分为三种：互惠共生关系、共栖关系和寄生关系。在我们探索人类微生物群系的一些关键参与者过程中，这三个词贯穿始终。

这是一种对两个物种都有利的共生关系，例如，一个物种可能为另一个物种提供安全的生存场所，而后者可能为前者提供其自身无法产生的重要营养物质。

人和狗是两个不同的物种，两者之间就是互惠互利的关系

并非所有的寄生虫都是病原体，只有引发人类疾病的寄生虫才是病原体

这是一种两个物种间对彼此既无益也无害的共生关系。通常一个物种可以从另一个物种那里获得庇护或随之迁移，而不会对后者造成任何明显的伤害。人体内的许多微生物之间都是共栖关系。

这是一种其中一个物种（寄生虫）寄生在另一个物种（寄主）体表或体内，并对寄主造成伤害，导致寄主变得虚弱，甚至死亡的共生关系。病原体是一种寄生虫，专门引起人类疾病，这一术语通常用于描述微生物。寄生的生物不一定会致病，例如，肠道蠕虫可以从人体获取营养物质，但不一定会引发疾病。

与机会性致病病原体间的共生关系能够从共栖转变为寄生。

良好的沟通是维持长期关系的关键，尽管人类细胞与细菌细胞是两种差异很大的有机体，但人类细胞能够使用许多与细菌细胞相同的化合物，并用这些化合物与细菌细胞进行沟通。据科学家估计，37%的人类基因与细菌基因相似，而这些基因合成的大部分蛋白质都有助于细菌和动物之间的交流。

现在，科学家认为，如果有共栖关系的细菌之间一直在人类进化的700万年中交换信息（如果把类人始祖也考虑到的话），那么有可能这种关系已经影响了所有相关生物的进化。

处于长期共生关系中生物（共生生物）会共同进化，一些科学家认为肠道细菌已经影响了哺乳动物的肠道进化，特别是反刍动物（如牛等放牧动物）的肠道，这些细菌使得食物能够更缓慢地通过反刍动物的肠道，从而使细菌获取营养物质的时间更长。另一种理论认为细菌可能在温血（内温性）动物的进化过程中起到了作用，比如，人体温度（37℃）也是共生细菌生存的最佳温度。科学家对有益人体的细菌了解得越多，就越容易发现这些细菌会积极塑造对它们有利的生存环境。

乍一看，细菌一天的记录似乎很无聊——获取营养，或者分裂繁殖。其实，细菌必须在它们的“一天”里完成大量的活动，这些活动不仅有利于它们生存，也有助于改善它们生存的环境，以应对未来可能突发的变化。

正如我们的“待办事项”清单可能会分为工作、改善生活环境、保持健康、休闲和娱乐等不同模块，细菌也有大致和人类生活相似的各种活动

虽然细菌一定不会每周工作60个小时，但它们确实会执行一些“任务”，以获得更多的资源。例如，肠道中的乳酸菌会花费大量时间将糖转化为乳酸，并通过发酵生产维生素K以获取能量，这项工作对人类十分有益。细菌生长和繁殖过程中的许多环节都需要能量，如果你经常吃东西，乳酸菌会对你的日常饮食习惯做出反应，并开始迅速分裂，相当于建立一个克隆工作者团队，以完成更多的“工作”。

正如我们乐于生活在舒适的环境中，细菌同样会时常检查它们的住所，并对其加以改善。它们和与其共存的细菌、寄主都会交流沟通，尽可能保持生活环境稳定。例如，乳酸菌通过产生过氧化氢（H2O2），消灭环境中窃取营养物质的白色念珠菌。

细菌的有些必要活动是为了维持细胞稳定，其中包括清除细胞中的废物，修复DNA，合成蛋白质以及细胞分裂过程中所需的其他分子。细菌也会受到病毒（噬菌体）的攻击，因此细菌的个体“任务”还包括破坏可能入侵病毒的DNA。

细菌的“一天”可能很短，有一种单细胞海洋细菌，它的平均寿命，也就是由新细胞形成到再次分裂的时间，是10分钟

细菌的最终目标是复制DNA并分裂繁殖。作为单个细胞，它所能完成的活动是有限的，但是成千上万的细胞群就会具有相当大的遗传多样性，总有一些细菌细胞能适应新的环境，将基因留存下来。这一点对细菌来说最为重要，正因如此，细菌所做的很多事情都与基因留存有关。例如，大肠杆菌在形成一个新的细胞和再次分裂之间，约45%的时间都是用来复制基因组，另外33%的时间则用于细胞分裂，用于分裂繁殖的时间超过了细菌寿命的75%！

我们每天都会接触细菌，这些细菌中的大多数只是路过——确切地说，路过你的肠道——因为它们不能在人体提供的环境中生存。不过，有些细菌却很乐意在你的肠道安家。

人体的许多特点都满足一些微生物对于理想住所的需求。

温度：所有寄生于人体的细菌，无论是否有害，都乐于生存在30～40℃的理想环境中，而人的体温通常为37℃左右，因此人体是细菌理想的住所。

湿度：细菌的主要成分是水，细菌在细胞内发生反应、吸收营养物质、生长发育都离不开水。这就是为什么在人体的集汗处（如腋窝）和黏膜（如鼻子）周围有大量的细菌。

酸碱度：环境的酸碱度影响细胞反应所需酶的工作状态，虽然人体的大部分区域的酸碱度相对属于中性，肠道内却并非如此。肠道细菌，如双歧杆菌属和乳酸菌属细菌，在肠道中恶劣的酸性环境下以不同的方式使细胞内的酸碱度保持中性。

人类主要从这三种途径接触细菌：出生时，从母亲那里接触细菌；从含有细菌的食物中接触细菌；从所处的环境中接触细菌

痤疮丙酸杆菌生活在皮肤表层。这种细菌厌氧，生活在皮肤毛囊深处，以皮肤腺体分泌的脂肪为食

营养成分：细菌和所有生物一样，需要营养物质才能生存。对于肠道细菌来说，营养物质一般是膳食纤维，而生活在人类皮肤上的细菌则可能以死皮细胞为食。

好氧（或厌氧）：有些细菌需要氧气（好氧），有些细菌则受氧气负面影响极大（厌氧），还有一些细菌，如大肠杆菌，在无氧和有氧条件中都可以生存（兼性厌氧）。好氧细菌只能生活在有氧的地方，比如人体皮肤；而肠道中的细菌主要是厌氧细菌。

空间：通常附着在寄主表面的细菌生长得更好，因此自然空间在微生物繁殖过程中十分重要。

在与其生存条件完全相反的环境中，细菌无法生存。人类正是通过创造极端条件，使细菌无法生存，从而保存食物。例如，去除肉中的全部水分做成肉干；将鸡肉煮熟，杀死其中的弯曲杆菌属、葡萄球菌和其他有害细菌；而将食物腌制则会降低其酸碱度，使有害细菌无法生存。

当一些微生物“定居”下来，它们就会开始小幅度地改变生存环境，使其更适合生存。例如，痤疮丙酸杆菌是一种生存在人体皮肤表层的常见细菌，能够分解皮肤腺体分泌的脂肪来润滑人类的头发，保护人类的皮肤；还能够释放出游离脂肪酸，有助于该菌黏附在皮肤上；另外，这种细菌也会使皮肤呈微酸性，从而抑制有害细菌的生长，如引发脓疱和其他皮肤感染的酿脓链球菌。

不同的细菌生存在人体的不同区域，生存在何处取决于各区域的环境条件。与生活在澳大利亚、北美洲和南极洲的动物千差万别一样，生存在皮肤、口腔和肠道环境中的微生物群落也是各不相同的。其实，居住在人体口腔和人体肠道这两个距离如此之近的环境中的微生物差异极大，相比起来，澳大利亚珊瑚礁上的微生物与加拿大大草原上的微生物更为相似。(www.xing528.com)

人体不同部位的细菌不仅种类不同，种数（丰富度）和数量也有所不同。例如，皮肤表层有相对较多的菌种，但是肠道中的微生物数量要更多（菌种却更少）。这主要是因为皮肤在所处环境中能够接触到多种细菌，而只有少数菌种能够适应肠道的酸性环境。

其中有些群落的变化要比其他群落更频繁。例如，因为我们常用到双手，所以双手就可能接触相对较多的细菌，但我们也会经常洗手。与潮湿的脚趾缝或是膝盖后部的腘窝相比，由于洗手降低了手部细菌的多样性，手部的微生物群落更为稳定。

微生物在人体的分布结构与人类社会的分布结构相同，都既有“菌口”稠密的“城市”地区，又有“菌口”稀少的“农村”地区。

微生物聚集在营养物质周围，就好像城镇会围绕特定产业发展一样。在皮肤表面，毛囊和汗孔如同间歇泉，为细菌提供盐、维生素、氨基酸和糖类，因此这里的细菌密度最高。

尽管我们和街上的陌生人所携带的微生物可能只有10%属于相同种类，但是对于每个人来说，微生物最喜欢聚集的区域都是相似的，如足部、肠道等。我们的一些行为会影响微生物地图上“城市中心”的位置。例如，如果戴眼镜，眼镜架在鼻梁上，鼻梁上就很可能存在一个十分特别的细菌群落；在女性涂抹面霜的边缘处通常会有一条细菌“项链”；护肤品、首饰和衣服的材料（天然的或合成的）也会形成独特的微生物分布图。

许多细菌在显微镜下看起来非常相像，为了观察与我们共同生活的不同微生物群落，科学家们对细菌的DNA进行了排序，并根据其基因组构建了人体微生物分布图

细菌生存在人体的大部分区域，这里强调起重要作用的部位：这就是第二章介绍的内容。

❶ 皮肤

❷ 眼睛

❸ 口腔

❹ 肺

❺ 肠道

❻ 泌尿生殖系统

❼ 子宫

（孕期及新生儿身上）

皮肤上的扩展短杆菌会在脚上产生难闻的气味，正是由于有“臭袜子”的味道，它也被用于制作奶酪。

细菌和所有的生物一样，有一种传播DNA的原始冲动，但它们却不需要配偶。细菌通过分裂过程繁殖，在这个过程中，一个细胞分裂成两个较小的子细胞，这些细胞则含有与母细胞完全相同的DNA。

当一个细菌细胞准备分裂时，细胞内所有的DNA，包括非染色体DNA（质粒），都会被复制。每个子细胞都有一条亲本DNA链，还有一条是由细胞内蛋白质和氨基酸形成的互补链。

在开始分裂之前，细菌细胞必须足够大，能够至少装下两份DNA副本（图中黑色和蓝色的圆形图示）

细菌裂变所需的时间由许多因素决定，其中包括细菌的种类、所处环境和可获得的营养物质。当细菌种群中的大多数个体发生分裂时，种群规模就会翻一番。这种生长速度，被称为倍增时间或世代时间，用于衡量菌种扩散和传播的速度，是细菌学中的一个重要指标。

虽然细菌可以分裂，使细菌们更容易在细菌世界中“约会”，但这个过程不会丰富细菌的多样性。由于基因克隆使用的是相同的DNA，在面临环境变化时，这些细菌也具有相同的优势和弱点。

基因多样性有助于生物更好地生存，同时能够适应环境的变化。细菌能通过许多方式获得新的遗传物质，这些新的遗传物质可能含有（或不含）有助于增强其性状的基因。

转化

细菌在生存环境中可能会遇到一些松散的DNA链，它们的细胞膜可以吸收这些DNA链

转导

以细菌为食的病毒通常含有前宿主的DNA，而当病毒感染一个新接触的细菌细胞时，就会把前宿主的DNA注入新的宿主细胞内

接合生殖

接合生殖是细菌世界中最接近性的行为，一个细菌（雄性）使用一种毛发状的附属物——菌毛，将附近的另一个细菌（雌性）拉向它。当这两个细菌接触时，所有的质粒DNA都会被复制，其中的一份分给雌性细胞，雌性细胞因此获得形成菌毛的能力，并在之后依次分享给其他细胞

收纳新的DNA片段是其中一种方式，但要想应用这些DNA，细菌需要将这些片段整合到原有的DNA中。细菌既可以将其整合到染色体DNA中，也可以将其变成质粒。分裂时，细菌会把这个经过修改的基因组传递给它克隆出的子细胞。这个DNA上的基因有可能毫无用处，但也可能为细菌增添优势，比如能在更高的温度下生存，或者提高对某些抗生素的抵抗力。DNA的转化，以及快速繁殖使细菌能够迅速进化，并在菌群中迅速传播极为实用的基因，如抗生素耐药性基因。

与其他活细胞一样，细菌自身偶尔也会发生基因变化，即突变。生物的遗传密码常被比作一本食谱，细胞根据需要从中选择特定蛋白质的制造配方。突变会导致配方中的一种成分被替换，整个配方都会改变或丢失，有时会造成严重后果。

如果说DNA是配方手册，那么基因就相当于一种配方。大肠杆菌的“配方手册”中包含大约5000种配方，每种都说明了制造一种蛋白质的方法

但有的时候，突变可能是有利的。例如，突变可能加快细菌DNA的复制速度，或增强其对某些病毒的抵抗力。有利的突变基因会传递给子细胞，使它们获得比非突变细胞更强的竞争力，从而繁殖更多的突变克隆体。最终，这些强大的突变体将在细菌种群中占据主导地位。

自发突变相对较为罕见。实际上，在细胞的自我监控过程中，会通过细菌复制前修复受损DNA等方式阻止突变。但是细菌分裂速度极快，因此尽管突变现象罕见，短时间内却能够发生多次突变，使得群体中存在大量突变体。例如，在短短10小时内，一个金黄色葡萄球菌细胞就可以繁殖成一个由100万个细胞构成的菌落，其中包含近300个突变体。

突变是自发的，但某些因素增加了发生突变的概率。这些因素包括自由基（细胞内正常化学反应产生的高活性分子）、紫外线，以及抗生素等化学物质。

细菌承压时会启动相关基因发挥作用，停止细胞的自我监控（或者至少让这个“部门”人手不足），使得突变率变得更高，对细菌有益的突变也会因此增加，例如使细菌能获取新的营养素。但是在稳定环境下，突变率高就十分危险，因为有害突变要比有利突变的可能性更大。在这种情况下，参照有利的“食谱”会更具优势。

有些细菌的突变率升高后，会产生优质的“食谱”，能够让它们在恶劣条件下生存。不过，绝大多数突变对细菌来说毫无用处

人体微生物群系中的有害细菌的突变率往往比有益细菌更高，这可能是因为它们经常受到身体免疫系统的攻击。这一点也是不幸的，因为这意味着我们最想消灭的细菌却最有可能适应抗生素等药物

正如有益细菌需要在人类体内或体表找到一个合适的地方生存，有害细菌也是如此。找不到适合生存的场所，它们就不能生长繁殖。不过，与有益细菌不同，有害细菌试图在人体定居时，必须与人体内的有益细菌，以及人体免疫系统做斗争。有害细菌在大多数斗争中都会失败，但也有一些能够成功突破人体防御系统。

感染可能源于打喷嚏或握手，也可能源于受污染的厨台或不卫生的食物。若是不小心划伤了皮肤，就会损害人体的第一道防线。有时会有一个被称为载体的“中间人”，比如虱子或蚊子，通过叮咬人体，把充满微生物的唾液注入人的血液。有许多接触有害细菌的直接和间接的途径，但你的身体非常擅长自我保护，只不过这些有害细菌也通过进化获得了武器，帮助它们聚集、繁殖和传播。

任何入侵都需要依仗数量优势，细菌也是如此。入侵人体组织的细菌越多，它们就越有可能战胜你的免疫系统。每种有害细菌致病需要的细胞数量，即感染剂量不同。

猪链球菌可引起脑膜炎、败血症和其他人类重大疾病，是众多能够释放毒素的病菌之一。它释放的毒素能够穿透动物的细胞膜，从而杀死寄主细胞

例如，痢疾志贺氏菌只需要10～200个细胞就可以成功寄生并引发痢疾。再比如说空肠弯曲菌，这是一种常见的食物源性病原菌，患者通常是因食用鸡肉中毒。体内至少要有10000个这种细菌的细胞才能引发疾病，因为大多数细菌在肠道的酸性条件下无法存活。有些细菌的毒性很强，不到10个细胞就能引发感染，甚至仅一个细胞也有可能（尽管目前还不清楚），包括大肠杆菌O157:H7和结核分枝杆菌。

有害细菌有可能只是感染人体组织，但不会真正引发疾病。换言之，它们设法在组织中寄生（感染），但不会造成任何症状的疾病，这叫作亚临床感染。然而，在其他许多情况下，感染会导致疾病发生，分为两种方式：有害细菌可能会挤占宿主组织的正常生长空间，就像肿瘤一样，通过妨碍其正常工作破坏宿主组织；或者，细菌可能会用毒素直接杀死人体细胞。

当人体抵抗力无法承受有害细菌的毒性时，有害细菌就会感染人体组织。细菌的毒性取决于它入侵人体、抵抗人体防御系统的能力，以及在人体体内“立足”后立刻引发疾病的能力。

打一次喷嚏，可能喷出多达40000滴水珠，每一滴水珠都携带着细菌。

当人体细胞检测到有害细菌时，它们会发出警报，召集“部队”。首先，这些细胞释放的化学物质会激活附近的免疫细胞发挥作用（将它们派到前线）。如果它们无法战胜感染病菌，就会推来“重型火炮”。

先天性与适应性：免疫系统包括非特异性的防御系统，这个防御系统能够对所有入侵者迅速做出反应，称为先天免疫。先天免疫作为一种补充性的免疫能力，帮助一些其他的细胞完成工作，这些细胞仅用来对付交战过的入侵者，这种免疫能力称为适应性免疫

粒细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞（NK）和肥大细胞是首批应对感染的免疫细胞。粒细胞和噬菌体立即开始吞噬或者说“吃掉”细菌，并将其分解。然后，这些免疫细胞将细菌的一部分物质暴露出来，呈递给其他免疫细胞，用于寻找病菌。粒细胞会释放化学物质，分解细菌的细胞壁；自然杀伤细胞则会攻击被细菌感染的人类细胞；而肥大细胞会释放出一种叫作组胺的化学物质。这些免疫细胞还会向身体其他部位的免疫细胞发出警报，召集它们参与战斗。

如果不能迅速控制感染，就需要“重型火炮”。一种叫作B细胞的特殊细胞就会开始产生抗体，这些抗体与入侵细菌结合，免疫系统的其他细胞就更容易将其识别和破坏。抗体也可以把细菌细胞黏在一起，从而一次处理大量细菌。另外，还有被称为T细胞的特殊细胞，能够攻击被感染的细胞并刺激B细胞产生更多的抗体。B细胞和T细胞也会记住此次免疫过程，这能够帮助免疫系统在再次遇到这些细菌时更快地做出反应。

细菌已经进化出多种对抗免疫系统的防御策略，它们可以伪装自己，逃避免疫系统的侦察。例如，肺炎链球菌（会引发肺炎）不断地改变细胞表面的蛋白质，使免疫系统无法将其识别出来；科学家至今已鉴定出入侵人体的肺炎链球菌84种不同的伪装自己的“马甲”。有些细菌还能够抑制免疫系统，减缓免疫细胞的活动，比如化脓性链球菌就能产生一种减缓免疫细胞活动、削弱免疫细胞功能的酶。

有一些细菌在对抗免疫系统时使用干扰策略：流感嗜血杆菌（会引发感染，但不是流感病毒）释放化学物质分解抗体；金黄色葡萄球菌则会将蛋白质分子排出细胞壁，抗体将这些分子误认为是细菌，与它们结合，而一旦结合，抗体就变得毫无用处。还有一些细菌则躲藏在免疫系统势力范围以外：李斯特菌（会引起食物中毒）躲藏在吞噬它的免疫细胞内，并在那里设法避免被分解；变形链球菌（会引起牙齿腐烂）则附着在牙齿上，如此一来免疫细胞就无法接触到病菌。

与感染相关的症状——发烧、头痛和炎症——实际上是免疫系统对感染产生的反应，而并非感染直接引发的现象。患花粉热的人都知道，释放组胺不仅会引来“重型火炮”，而且会引起其他细胞的一系列反应。例如，在鼻窦中排列的细胞开始产生更多的黏液，作为进一步阻碍入侵细菌的屏障；身体会开始觉得累，并开始颤抖，体温升高，引起发烧，还可能会头痛；血管扩张使免疫系统的细胞更容易移动，但同时也会导致皮肤红肿和炎症。实际上，许多令人不适的感染症状是身体的免疫系统对细菌入侵做出的反应。

当身体的免疫反应过强时，细胞的正常功能就会开始受到影响。这种影响可能导致严重高烧、呼吸急促和心跳异常——这些生理反应属于脓毒症或血液中毒，这种感染就是败血症。当免疫系统对这种感染反应过度时，会成为一种严重的并发症，感染区域的炎症就会扩散到健康组织。脓毒症十分罕见，但如果不迅速治疗，就有可能导致多器官衰竭，甚至死亡。

此前介绍了免疫系统是如何响应体内的呼叫警报的，此外，人体细胞之间也有一种持续的化学层面的对话，让所有的系统都知道这些细胞工作正常，免疫系统也会参与进来。这叫作内稳态——所有系统共同保持体内环境稳定。人体微生物群系也会加入这个定时对话系统中，通过各种途径与寄主沟通，确认一切是否正常。目前认为这种交流是人体免疫系统将有益细菌视为盟友的主要原因之一，因为这些细菌一直待在一处，时时与其沟通，且不会对人体造成任何伤害。

当巨噬细胞检测到细菌时，它们会伸出伪足（臂状延伸）去抓住细菌，把细菌带进巨噬细胞，并将其分解。

在免疫系统接受培训前，并没有关于有害细菌的数据库。人体需要准备好应对所有的入侵者，却对它们的种类和特性一无所知。因此，有益细菌必须能够确保人体免疫系统将它们视为己方——都是“好人”。

人体细胞都会在其表面显示一组蛋白质，为人体细胞自身所独有的一种蛋白质。免疫细胞通过这些蛋白质来区分人体细胞（“自己”）和其他细胞，其中包括有害细菌（“异己”）

所有细胞的细胞表面都有称为受体的蛋白质，这些受体能够识别和结合环境中的不同分子，以及其他细胞。随着免疫细胞的进化，通过随机打乱蛋白质排列，会形成新的细胞表面受体。这就给免疫细胞识别外来细胞提供各种各样的受体，在某天就可能派上用场，是一种极为有效的方式。这就像还不知道要修理什么的时候，就已经在车间里储备了各种各样的工具。但问题在于，这些受体是随机产生的，有些受体可能会识别细胞上的“自我”蛋白质并与之结合，导致免疫细胞对人体细胞发起攻击。为了避免发生这种情况，人体的每个免疫细胞都要经过严格的测试，以确保它不会与“自我”蛋白质相结合。只有通过这些测试的细胞才算是“成熟”细胞并进入人体，但要是在某个单元测试失败，它就会被杀死。

但是有益细菌表面不携带“自我”蛋白质，因此它们必须训练免疫系统去识别，而非攻击它们。这种强化训练一般被认为是从出生的那一刻开始的，甚至可能在出生之前就开始了。

科学家们认为，在母乳中发现的活细菌、抗体和其他一些化合物可能有助于强化婴儿的免疫系统，但他们不确定这是如何发挥作用的。目前已经在母乳中发现了特殊的免疫细胞，这些细胞都曾处理过细菌。科学家们猜测可能是这些细胞教会婴儿的免疫系统如何对待有益细菌。

婴儿的免疫系统要比成熟的免疫系统反应性差，因为还没有接触过外界，没有经历过先前的疾病。这种不成熟的免疫系统有助于细菌在人体寄生，相当于免疫系统和微生物群系一起发展变成熟。科学家认为，第一批细菌和肠道内特殊细胞产生的抗炎症化学物质“安抚”了婴儿的免疫系统，如果免疫系统在发育过程中对任何物质都产生反应，就有可能会在混乱中错过真正的有害细菌。

不过，免疫系统反应不太灵敏的代价是婴儿更容易被细菌感染。

如果免疫系统将身体中完全无害的蛋白质视为有害物质，就会对其进行不必要的攻击。免疫细胞攻击对大多数人来说是无害蛋白质（如花生蛋白）的行为，叫作过敏；但如果免疫细胞攻击自身的细胞，就会导致自身免疫性疾病。虽然普遍认为过敏和自身免疫性疾病是受到遗传和环境的影响，但细菌也可能引发这两种疾病。

过敏和自身免疫性疾病是由于免疫系统过度反应攻击无害蛋白质造成的，但是，如果免疫系统没有足够的活性（被削弱或抑制），也无法正常工作。免疫系统的活跃程度必须恰到好处

目前研究已经明确揭示了细菌、过敏和自身免疫性疾病之间的联系，但其中的细节仍需要进一步研究。能使人更易患过敏、哮喘和自身免疫性疾病的因素有很多，其中之一是在免疫系统发育过程中接触了细菌。不过，人们尚不清楚有益细菌在这些疾病的发生（或预防）中起着何种作用。婴儿出生后两年内使用抗生素的剂量与过敏的概率之间似乎存在某些关系：使用的抗生素剂量越大，过敏的可能性就越高。患过敏症的人的肠道中的细菌组成与一般人不同——通常拟杆菌属和乳杆菌属的有益细菌比例较低。

科学家们在试图分步解决如何维持免疫系统的平衡这个难题时，经常会发现，有益细菌似乎在其中起到了作用。正如阴阳相对却又互补，人体免疫系统既有引发炎症的细胞，又有缓解炎症的细胞。一些免疫细胞（积极进攻者）会释放出引发炎症的“细胞因子”，另一些免疫细胞（维持秩序者）则有助于调节维持人体耐受性。肠道中的有益细菌可能会刺激未成熟的免疫细胞发育成后者，而非前者。这使得免疫系统更具耐受性，也因此减少了无用的攻击。

剖宫产的孩子对鸡蛋或牛奶蛋白过敏的概率是顺产孩子的两倍，可能是他们出生时接触了（或未接触）某些微生物造成的。在过去的50年里，过敏、哮喘和自身免疫性疾病患者的比例逐步上升。关于出现此种现象的原因是什么，曾有过相当大的争论。其中一个流行的理论基于事实表示，我们与细菌的关系在这一时期发生了巨大的变化

从出生的那一刻起，甚至可能还在母亲肚子里的时候，人就开始接触细菌。到三岁的时候，孩子的体内就会形成一个稳定的有益细菌群落。随着人的成长，即便只是暂时经历了青春期、怀孕、疾病等，细菌群落也会发生变化。晚年以后，微生物群系又会有所变动。

健康成年人的微生物群系相当稳定——即便和其他人共同生活几天、几周甚至几年，因此接触到新的细菌种类，微生物群系可能也变化不大。一个稳定的细菌群落可以在短期到中期内抵抗人体的轻微扰动，如疾病或抗生素。人体微生物群系就像一个久经时光的原始森林，能够保持物种组成不变。不过，和形成原始森林一样，建立起细菌群落也需要一段时间。

婴儿降生的方式和地点直接决定其第一次接触的细菌种类，这些细菌是来自母亲的阴道还是皮肤取决于是顺产还是剖腹产。如果婴儿出生在不卫生的环境中，同样会影响最先在婴儿体内寄生的细菌种类。例如，在撒哈拉以南的非洲出生的婴儿，在出生后第一个月内被细菌感染的概率是在发达国家出生婴儿的30倍。

婴儿的细菌群落处于迅速变化的状态，但因为婴儿最初的奶类饮食比较单一，这种变化也并不十分多样。婴儿的肠道含有大量的细菌，这些细菌能分解牛奶并产生叶酸（维生素B9），对婴儿的健康发育起着至关重要的作用。

当孩子从婴儿成长为幼儿时，其微生物群系的变化，与植物和动物在新形成的岛屿上定居的方式相似，最终会成长为多样化的生态系统

孩子在幼儿时期比婴儿时期更灵活、更好奇，因此会接触更多的细菌，所接触细菌的种类取决于他们生活的地方。随着孩子长大，其微生物群落也开始变得更加多样化。幼儿的食物种类变多，能够从中获得大部分的微量元素。与婴儿不同，幼儿能够从食物中获取大量叶酸，因此肠道中的细菌种类变为叶酸收集者，有效地从食物中收集叶酸。

三岁之前，孩子的肠道细菌一周内变化的差异比两个健康成年人肠道细菌之间的差异还要大。要知道，两个成年人的肠道细菌之间的差异就已经相当大了。当孩子的肠道细菌组成与成年人趋于相似时，孩子的肠道微生物群落就开始稳定下来了。

生病时，儿童的微生物群系会出现轻微的波动，但基本保持稳定，而随着年龄的增长，肠道内的微生物群系会开始发生变化。

三岁以后，儿童的微生物群系开始稳定下来，直到成年都基本没有变化，因此需要鼓励孩子养成良好生活习惯，从很小的时候起就开始培养健康的自身微生物群系

一到青春期，青少年的激素会激增，从而刺激皮肤的皮脂腺产生大量的蜡状物质，称为皮脂，对皮肤细菌造成影响。皮脂可以润滑皮肤，为痤疮丙酸杆菌（寄生在皮肤的菌种中最常见的一种细菌）提供更多营养物质。

一个成年人的微生物群系构成完整，并能够保持相对稳定。一个人的生活方式会影响其微生物群系，饮食、睡眠周期、运动以及生病都会对其产生影响。生活中的重大事件也会影响一个人的微生物群系，例如，女性怀孕后，阴道内的细菌就会发生变化，一些菌种的数量会增加，而它们最终会帮助细菌寄生在新生儿体内。

随着年龄的增长，人体会发生进一步的变化：身体的细胞不容易再生，激素发生变化，头发变少，食物消化更慢，身体的活动能力也可能下降，这些都改变了有益细菌的生活环境。例如，年龄较大的人皮肤干燥、变薄，皮肤弹性和毛孔密度也同时降低。因此，丙酸杆菌属菌种减少，这就为其他菌种寄生提供了空间。丙酸杆菌属细菌群的减少是否真的会促使皮肤老化，目前还不清楚。未来也许会向抗皱霜中加入有益细菌。

随着年龄增长，人体微生物群系发生变化，皮肤也会慢慢地发生变化。多亏如此，我们不会一觉醒来变得满脸皱纹

老年人的肠道环境也会发生变化，当一些食物变得难以咀嚼时，消化速度就会减慢，人的食物偏好也会改变，这些都导致了饮食结构的改变。随着环境变化，肠道细菌也发生了变化。例如，大肠杆菌的作用凸显，而拟杆菌属细菌和双歧杆菌属细菌这些特别有益的菌种作用却减小。科学研究还在探索，老年人肠道细菌菌种的这种转变与年龄增长引起的免疫系统弱化之间有何种关系。免疫系统的慢性炎症状态会引发许多随衰老产生的不适，也就是发炎。

通常65岁以上的人体内细菌种类较少（细菌数量不一定变少）。

早在科学家创造抗生素这个词（antibiotics: “anti-”，意思是“反对”；“–bios”源于希腊语，意思是“生命”）以前，在第一台显微镜问世之前，人们就常用抗生素杀死细菌。

抗生素是指能够减缓或阻止细菌生长的物质，这些物质源于各种生物，从其他微生物到熊猫等都能产生抗生素，来保护自己免受有害细菌的侵害。由于人类天生不擅长分泌抗生素，科学家们一直在鉴别这些在自然界中发现的抗生素，并将其分离出来，用于开发出能帮助人类对抗有害细菌的药物。

抗生素能够在破坏细菌生长的同时不破坏人体自身的细胞，是以细菌特有的细胞活动或结构为目标。例如，青霉素可以阻碍细菌形成细胞壁，当细菌试图分裂时便会引起这些细胞爆炸；而动物细胞，包括人类细胞在内，都没有细胞壁，因此不会受到抗生素的影响。

古埃及人会在伤口上涂抹发霉的面包，但他们没有意识到，帮助伤口愈合的实际上是生活在面包上的真菌产生的青霉素

有时仅靠人体自身难以抵抗细菌感染，医生就会为患者开一个疗程的抗生素药方。这些抗生素对有害细菌有很强的针对性，以期在最短时间杀死有害细菌，尽量减少对有益细菌的伤害。例如，尿路感染的疗程可能只有3天，而败血症的疗程可能长达10天。

当你开始服用抗生素时，大多数有害细菌会在几个小时内被杀死。此时，你可能会开始感觉好了一些，于是停止用药。但是，因为一些病菌受抗生素的影响较小，它们仍然在人体存活，这些细菌叫作“持留菌”。如果不完成整个疗程，存活下来的持留菌就有可能大量繁殖，导致再次感染。再次感染可能更难治疗，因为大多数细菌都会是持留菌的后代，并且将继续遗传能使细菌抵抗抗生素的所有特性。一些持留菌是通过基因转移或基因突变获得了基因或是物理特性，使它们能够对抗生素产生强大的抵抗力。这种抵抗力被称为抗性因子，可以转移到其他细菌，形成超级细菌，这些超级细菌对多种抗生素都有抵抗力。

长期以来，人们认为如果抗生素治疗过程失败的话，会增加人体耐药细菌的比例。然而，根据最新的研究成果，一些科学家表示没有证据能证明这一点。相反，他们表示，对于某些细菌感染，如果这些细菌长期暴露在抗生素下，会更有可能产生耐药性。

其中的情况较为复杂，仍需要通过实验探究。无论如何，任何开抗生素药方的医生态度都很明确：谨遵医嘱，及时询问。

医生、生物学家、药理学家和植物学家亚历山大·弗莱明是在偶然中发现青霉素的。1928年，弗莱明与家人结束短期度假回家后，本想更详细地研究葡萄球菌，但是他发现培养葡萄球菌的培养皿被一种真菌污染了（他的实验室不整洁众所周知）。在培养皿中，有真菌生长的地方就一种细菌都没有，更有趣的是，真菌的附近也没有细菌，而且离真菌近的细菌菌落比远处的菌落要小。经证实，这种真菌就是青霉，产生的抗菌物质就是青霉素。

细菌培养皿顶部的白色大斑点是青霉，与青霉菌菌落相比，离真菌近的细菌菌落（所有的小圆圈）要小得多

2003年，科学家们成功对全部人类基因组进行测序，这激发了人类测序另一个基因组的兴趣——那就是与人类共生的微生物基因组。此时已有足够的证据表明，人类健康与有益健康的微生物群系有关，但这种微生物群系还未被定义。

科学家是以人类微生物群系参考数据库为主要信息来源——相当于参照野外鸟类指南来辨别常来觅食的鸟属于哪个种类。人类微生物群系项目于2008年启动，由美国国家卫生研究院赞助实施。其中，科学家从129名男性的15个身体部位和113名女性（均来自美国）的18个身体部位收集细菌，这些部位都严格符合“健康”标准。收集标本的身体部位包括口腔内外的9个区域：唾液、脸颊、牙龈、上颚、扁桃体、喉咙、舌头，以及牙龈线上下方的牙齿；4处皮肤标本：双耳后和两肘内侧。同时也收集了粪便样本，用于采集肠道微生物；用拭子在鼻腔内采集标本；此外，在女性体内采集了阴道3个不同部位的样本。采集完毕之后，科学家们需要分析的样本达到4788个。

科学家将人类微生物群系数据当作观鸟者的野外鸟类指南来使用

参与人类微生物群项目的科学家们估计，与人类息息相关的微生物种类超过10000种。

科学家研究的一个主要方面是细菌的多样性（即不同种类细菌的数量和丰富度），以及人体不同部位的细菌多样性是否不同。他们还研究了从不同人体的同一部位采集的细菌，探究其多样性是否相似。例如，所有志愿者的鼻腔中是否都寄生着相同种类的细菌。科学家发现，在所有的取样部位中，唾液中的细菌种类最多，并且对于所有取样的人体来说，唾液都是能发现最多菌种的环境。不过，研究也发现，许多人的唾液中有相似的细菌种类，因此个体之间唾液中菌种的差异不大。相较而言，人与人之间寄生在皮肤上的菌种差异很大，而一个人不同部位皮肤的菌种则差异不大。

科学家还没有发现有哪种细菌能够在所有人体条件下生存，也没有发现任何一种所有人体都含有的细菌。细菌的分类层次相当复杂，这也证明了对细菌来说，它们生存的人体微生物群系具有独特性。

科学家还抛开物种，研究了微生物的作用。结果发现，人类肠道中分解碳水化合物的细菌数量大致相同，而细菌种类却可能大有不同。