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日志

在马桶圈和枕套上,来一场探索大冒险(转贴)

已有 414 次阅读2014-12-2 11:09 |系统分类:居家生活 | 宽屏 请点击显示宽屏,再点击恢复窄屏 | 动漫全图 如只见部分动漫,请点击显示全图,再点击恢复窄图


Rho蜀黍 发表于  2013-08-06 17:08

图片来源:Shutterstock

(文/Peter Andrey Smith)美国科罗拉多州博尔德市——这是一个阳光明媚的星期三,些许薄雾萦绕着落基山脉,诺亚·菲勒(Noah Fierer)坐在同事车的后座上,望着要探测的地点。在朗蒙特(Longmont)一个室外购物中心以东两个街区,这个世界上最后几处未经探索的生态系统之一映入了他的眼帘:一座代号为Q的土黄色的农场房。后院里有两只狗在咆哮。

现年三十九岁的菲勒博士是科罗拉多大学博尔德分校的一名微生物学家,他称自己是“研究虱子的博物学家”。他穿过门前的草坪,走进屋里,加入了室内的研究人员。一名研究人员用无菌棉棒在各个表面上涂抹取样。其他人则在记录两台嗡嗡作响的空气采样器中的发现:衣物纤维、狗毛、皮屑、颗粒物以及微生物。

像菲勒博士这样的生态学家已经开始着眼于一个我们既熟悉又陌生的世界,一个历史勉强有10万年的世界——广阔的室内世界。他们想要了解有哪些生命和我们一同居住在家庭中,我们又如何和其他的物种——病毒、细菌,这些微生物们一起开拓生存空间。他们发现,每个家庭都有其中居住的人类所留下的独一无二的生态特征。即便是狗,都会对生活在我们的枕头上和电视屏幕上的微小生命有着举足轻重的影响。等到生态学家们更加彻底地了解生活在室内的生物种类的那一天,他们希望能够找出科学地管理居家环境的方法,以便能够扶植有益的生物种类,消灭有害健康的种类。

不过第一步,要先对和我们生活在一起的物种进行一次大普查,菲勒博士如是说;只有这样,科学家才能开始了解这些生命的作用。“我们需要先知道都有些什么。如果这都不知道,就等于是大海捞针了。”

上图,采集自门框外侧的真菌孢子。下图,采集自门框内侧的细菌。样品均来自家庭中的野生生物项目。除了门框,家庭采样点还有七处:砧板、厨房台面、冰箱、屏幕、门把手、马桶坐垫和枕套。图片来源:Noah Fierer

有一个事实无可辩驳:那便是人类是一个生活在室内的物种。我们生命中将近百分之九十的时间是生活在石膏墙壁的“洞穴”中。然而传统上,生态学家到类似亚马逊雨林、黄石公园的温泉,或是南极洲冰川下的湖泊这样的户外环境去探险,去观察自然生态的多样性。(“当你接受作为生态学家的训练的时候,你一定会想象自己在森林中漫步,而不是在擦马桶座圈。”菲勒博士说。)

但起初看起来空洞乏味的室内空间,其实是一座名副其实的乐园。生态学也并没有在此止步,因为人类的家也是一系列令人称奇的野生动物的家。

在北美的家庭中,除了在那些常见的招人喜欢的动物(狗,猫,偶尔有淡水鱼类)以外,蚂蚁和蟑螂,蟋蟀和蠹虫,螨虫和数以亿万的微生物,这其中包括上百种的多细胞生物和上千种的单细胞生物,也在此生息繁衍。“建筑环境”便兼有了生态系统的身份,这一复杂的生态系统在居住者、居住者的行为和建筑材料这些选择压力下不断演化。在我们的家中取DNA样本的微生物生态学家们,就像是十九世纪为马来群岛的动植物登记造册的博物学家阿尔弗雷德·罗素·华莱士(Alfred Russel Wallace)一样,在绘制一副生命的蓝图。

拿平常的厨房为例。菲勒博士的实验室研究了博尔德市里4座厨房中的82个表面,并将研究结果发表在二月份的《环境微生物》(Environmental Microbiology)上。结果不出所料。同人类皮肤有关联的细菌,如葡萄球菌(Staphylococcaceae)或棒状杆菌(Corynebacteriaceae)占大多数。地板上则检出了与土壤有关的蛛丝马迹,而与食物原材料有关的物种(如大肠杆菌Enterobacteriaceae)则出现在了料理台上。包括鞘脂单胞菌(Sphingomonads)在内的微生物通常出现在潮湿的地方,有些菌株因其能在最不易生存的地方存活——险象环生的水龙头口,而臭名昭著。

一个生物多样性极丰富的热点地区是炉子的排风口,来此定居的生物可能是由加压气流带来的。厨房台面和冰箱,环境差别迥异到一个像温带草原,一个像高山草甸,却有着类似的微生物构成——或许温度在这里的影响并不大,而更多是受到清洁过程影响。菲勒博士的实验室发现碗柜里还潜伏着弯曲菌(Campylobacter),一种潜在的病原。微波炉面板上也发现这种细菌的踪迹,多半是手拿生鸡肉的厨子留下的一枚微生物“指纹”。

如果厨房代表的是温带森林,其中不会有多少有毒的枝蔓。大部分栖居于此的生命都相当温和。不管怎样,将这些生命斩草除根既没可能,也没必要。菲勒博士想将这样生活中不可见,却又息息相关的一面,呈现在人们面前。“对于很多老百姓来说,他们不关心土壤中有什么东西,”他说。“人们更关心他们的枕头上有些什么。”(剧透:生活在你枕头上的微生物和生活在你马桶坐垫上的微生物并没本质不同。因为两个表面都经常同裸露的皮肤接触。

菲勒博士已经和北卡罗来纳州立大学的生物学家罗布·邓恩(Rob Dunn)联手,对全美国1400个家庭中的野生微生物进行取样。这一名为“我们家庭中的野生生物”的项目,依靠着志愿者们在枕头、菜板和门框上涂抹取样后,把样品送来研究。(大揭秘:本文作者Peter Andrey Smith)也是这项研究的志愿参与者,把家里取样的棉签送去研究。)邓恩博士希望这个项目能够开始揭开从洞穴偶然移居到人工创造的环境中所引起的后果。

“在人类的整个历史当中,我们通过日常生活,无意间创造了身边的环境。我们主要通过清除那些可能有害的物种来施加我们的影响力,”邓恩博士说道。“如此一举,不但拯救了很多生命,同时也偏好了一大群我们知之甚少的物种。”

因为对家庭中的物种所知甚少,所以即便一个小小的样品也能揭示新东西。科学家首先研究了北卡罗来纳州罗黎-达勒姆(Raleigh-Durham,N.C.)的四十个家庭,并将结果发表在5月份的《公共科学图书馆·综合》(PLoS One)上。他们发现人类迅速地“感染”了他们居住的环境。人类通过用裸露皮肤对各种表面的接触而留下细菌。在室温下,一个健康人每分钟所扬起的“对流泡”包含3700万个细菌。对流泡能散布到家中的每个角落,并能存活较长的时间。

菲勒和邓恩博士发现,户外的物种也找到了在室内生存的办法。户外的微生物在家养犬只身上更加常见。电视屏幕和枕套上吸附着与皮毛有联系的细菌。“我预计狗对过敏的影响和让你的孩子在泥土中玩耍的影响很接近,”邓恩博士说道。“它们成了肮脏的自然环境的替代品,一次一个脏爪子就足够。”(更多阅读:亲近自然,摆脱过敏

来自1400个家庭的数据尚在分析当中,不过小组将能够了解建筑材料、通风率和清洁习惯是怎样影响微生物谱系的。“如果你是个素食者,你家里的微生物会不会和杂食的人的不同?”菲勒博士说,“如果你住在森林中,你身上的微生物会不会和住在沙漠里不同?这一类问题,我们尚不知道该怎么回答,但这不会太久了。”

将广阔的室内世界中的生物分门别类的工作,从2004年才正式开始。当时,纽约阿尔弗雷德·P·斯隆基金会(Alfred P.Sloan Foundation)的项目总监宝拉·J·澳尔斯维斯基(Paula J.Olsiewski)发起了将探索建筑物作为生物反恐第一线的号召。“如果存在生物恐怖威胁,”她说,“估计得像大海捞针一样去找——不过大海里又有什么?一座大楼里又在发生什么?”没有人知道一座大楼中自然的微生物应该是什么样。

迄今为止,基金会为研究项目投入了2800万美元,这些项目包括对东北部老旧的二层住宅,波士顿的火车票售卖机和芝加哥一所医院新运营的辅楼进行的持续性研究。由芝加哥大学杰克·吉尔伯特(Jack Gilbert)所领导的医院微生物组项目,从二月份起开始收集病人们鼻子、腋窝、手等处和排泄物的微生物,以及那些占据了新建的护理站和十间病房中的微生物——样本共计12000份。

这项为期一年的调查是为了解决一个紧迫的问题:根据美国疾病控制与预防中心的统计,每20个病人中,就有一个在医院受到微生物感染。按照这一比例,每年就会有大约170万人感染,6万人死亡。吉尔伯特博士说,“进行这项实验的全部原因就是为了让病人远离死亡。”

他的初步发现证明,一个病人在某个房间待得越久,这个房间就越可能留下病人独特的微生物印迹。新的医院被居住在其中的人所感染。“就像来自你母亲的细菌,从你还在羊膜里的时候,就开始栖居在你身上一样,”吉尔伯特博士说,“以此类推,我们正在研究的就是一家医院的诞生。”

另一项2012年发表在《国际微生物生态学会会刊》(ISME)上的研究发现,医院中的患者在机械通风的房间中,比在能接触外界自然通风的房间中更易接触到致病源。本研究的作者,俄勒冈大学理论生态学家,生物与建筑环境研究中心主任杰西卡·L·格林(Jessica L.Green)说,她期望能够从微生物对人类健康影响的角度,重新彻底设计建筑。

建筑师和工程师也可以试着培养良性的或者有益的物种,以便优化环境,并且掌控微生物对人类健康的影响。比如2012年芬兰的一项研究发现,户外植物的多样性同室内人类皮肤上的细菌多样性有联系;另外,皮肤微生物更多样的青少年患过敏的危险性更小。

在各个物种当中,我们是异类。切叶蚁或者白蚁那些生物,为了自身的利益把有益的生物养在身边。“而我们让美丽的森林离自己老远,让吃得庄稼也离得老远,”邓恩博士说道,而我们身边的城市却充满着废物处理厂。“蚂蚁永远不会这么做。”

现在正处于初创期的室内生态学未来的关键,便是要回答我们应该让自己处在怎样的环境中这样的问题。作为一个生态系统,“现在我们还不知道建筑物是怎样运作的”,耶鲁环境工程师乔丹·佩恰(Jordan Peccia)说。

佩恰博士正在研究室内真菌多样性上升和哮喘发病率下降间的联系。有朝一日,他说,人们对室内生物多样性的关注,会赶上一直以来对建筑成本和能效的关注。

“我们把房屋隔热性能的提升视作一种进步,但从生态多样性的角度看,这可能是错误的,”他说。“我们对这样做的代价的分析还远不够精确。一旦有了精确的分析,就是一大进步。足够说服建筑师和工程师们,生态多样性有多重要。”

我们不得不和微生物分享我们的家,但很快,我们也许可以有机会开始和更友善的微生物做邻居。

再回到科罗拉多,菲勒博士正在和61岁的阿曼达‧菲利普丝女士聊天。她和67岁的丈夫切斯特,以及他们的狗亨特和切斯一起住在Q家庭中。菲利普女士承认她在实验团队来之前,还特意打扫了一下。

在她离开的时候,她说她对实验工作抱着很慎重的态度。“我不知我是不是真的想了解你们找到了什么,”她说道。“不过能知道的话还是挺让人兴奋。”

编译自:《纽约时报》,Mapping the Great Indoors

P.S.附上卡通画家Ron Barrett以这些微生物学家的形象画的一个小漫画。漫画题目为《马克与黛儿的室内大冒险》。


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