為何細菌是迷人的小東西

細菌小歸小，還挺奸邪的（稱讚）

在研究細菌，關注細菌本領很多年之後，我必須說我很佩服這些小傢伙。你知道在生物界裡，體型大的生物在搶資源時比較佔優勢。不過，細菌很小。你知道一個生物如果基因多，能用的工具也就多，可是細菌的基因跟人比起來也少得可憐。細菌能存活下來的秘招是分工合作。有的細菌會在同種間分工合作，有的長成生物膜生物毯跟不同種的細菌合作，有的找動物植物搭擋。有的細菌把動物植物當成食物，揮軍攻入這些多細胞生物的體內，那個危險程度像是反抗軍闖進死星一樣，噢，而且是徒步行軍進去。

這個行星上到處都有細菌，各自以自己獨特的方式活了下來。

而人類經常是它們的手下敗將，如果免疫系統擋不住細菌的攻擊，下場就是被送進醫院，要靠醫生把我們從鬼門關救回來。不過當你坐下來研究人類為什麼會敗在小小的細菌手上時，你才會發現細菌是可敬的對手，它們的武器系統精巧得可怕。拿人類宿敵沙門氏桿菌為例，它們打不過腸道裡的其它細菌，於是跑來招惹我們的免疫系統，讓免疫細胞進來大屠殺。我們的免疫反應殺不死沙門氏桿菌，卻幫它們清除了其它細菌。沙門氏桿菌還能拿戰場上留下的分子來當養份生長，所以我們免疫系統的介入反而成就了它的霸業。

不過這絕對不是細菌好聰明，居然研究出這樣一套精良的戰術來打倒人類。細菌不聰明，它們只是一直讓子弟兵同不同戰術進攻，試久了總會賭到好方法。而我們在這裡，坐著欣賞這巧妙的攻防對戰。

細菌社會比人類社會還複雜

細菌原地分裂，所以常常會是一大群自己人住在一起。當我們研究一種細菌時，我們是在研究一個社會，而且每隻細菌可能都有點不一樣。細菌間會對話，然後可能在溝通後改變行為。

海底、土壤、腸道是三個微生物多樣最高的微米生物世界。在這些地方隨便採個樣本都會有數百個種類同時存在，如果要算任兩物種間的互動關係，一共是C五百取二這麼多種（還記得排列組合嗎），再加上真菌原生生物藻類線蟲等等，一跎大便就複雜到像是一個宇宙。環境微生物學家花很多時間想要搞清楚在同個地點會有哪些細菌住在一起。這種心情就像你來到閃靈的演唱會現場，心裡預期著今天來的大概都會是熱血青年吧。結果你很驚訝地看到有七十歲阿公跟五歲小朋友出現在人群裡。於是你的好奇心被揚起，想要知道為什麼他們會出現在這裡。追上去訪問後你可能會發現小朋友是走錯路跑進來的，或者發現原來阿公也喜歡黑死金，於是你修正了你對老人家的定義，原來也有喜歡這種音樂的老人家。

對生物學家來說一座森林裡的動物植物已經夠複雜了，如果再加上土壤裡不知道有多少的微生物，我們就有了說不完研究不完的故事了呀。不過，以人類有限的智慧和時間，還真的是不知道有沒有可能把這一大團複雜成這副德性的關係搞清楚。

已經有很多先驅者投入這個叫做微生物生態學的研究領域，設法搞清楚這些微生物之間的關係，以及環境和微生物之間的關係。有點像是把過去研究動物植物生態的方法，放進微觀的世界裡來檢驗。台灣也有不少對微生物生態有興趣的研究人員，幾年前組成了個台灣微生物生態學會（http://www.tsme.org.tw/），來分享彼此的經驗。而以生態角度來看醫學問題的新嘗試，這些年也在各國的研究裡逐漸出現，舉個例子來說，像是抗生素造成細菌抗藥性的演化，如果改用抑制毒性但不殺死細菌的治療策略，就不容易出現抗藥性了。過去以為八竿子打不著的生態學和醫學，現在開始出現有趣的交集了。

細菌鋪滿整個地球。現在是，未來也會是。

動物出生時細菌早已鋪滿整個地球，而且已經在地球上住了二十幾億年了。所以我們其實是住進了細菌的家，在它們家裡任意改變環境。細菌長上了我們的身體，經過長時間的互相篩選之後，我們身上帶著一群和我們維持友好關係的細菌。

這一路上從農業興起、工業革命走到電腦時代，人類的生活方式出現很大的改變，但是我們自己的生理反應和與細菌間的關係都還來不及好好調整。過去我們大腸裡的細菌可以幫忙把我們消化不了的纖維素轉換成短鏈脂肪酸，而我們的腸壁會回收這些脂肪酸來當做養份。這是一種細菌幫助盟友的好行為，對當時人類的生存有利。不過同樣的細菌在現在這個營養過剩的時代裡，反倒因為提供太多養份，而被當做助長肥胖的兇手。我們認為施肥用藥可以加速農作物生長，來餵飽世界上的人。而當你增加土壤裡的養份，除掉原本覆蓋土壤的雜草，或者用藥確保作物不會沾染上病原時，這些農業操作都會對微生物造成影響。只是這些影響有多大，對這些細菌原本承擔的生態功能會有什麼影響，我們真的才開始瞭解而已。

全球的細菌人們還在努力弄清楚細菌跟我們老祖宗到底建立了什麼默契，還在弄清楚細菌怎麼在地球上生存以及怎麼維持地球上的各種循環。這樣來描述我們現在的狀況好了：我們在高速行駛的失控火車上，然後大家還在努力查字典想讀懂以外星球文字書寫的火車操作說明。我們來不來得及在火車撞毀之前重新找到解決的方法呢？我不知道。我們是在找解救自己的方法，如果最後真的來不及的話，我們會從地球上消失，而地球不會毀滅，而是會重新回到細菌的手上的。