科学家拟在气候寒冷的地区建立永久性的“微生物金库”
(图片来源:引导AI绘图)
你可能想不到,除了每日的工作和学习的成果外,你清晨或晚上排出的粪便,其实有朝一日,也可能为人类文明的延续做出巨大贡献!
近日,来自瑞士的科学家正在全球范围内搜集人类粪便和发酵食品的样本,并将其冻存于超低温的“微生物末日金库”中。目前他们已经收集了1200份样本,而他们的目标是在2029年前收集1万份样本。
科学家们希望将这些与人类健康息息相关的微生物“备份”下来,以便未来在人类健康或生态系统遭遇危机时,能够通过它们重建微生态。
严肃的全球“屎事”工程
在瑞士苏黎世大学的冷库里,一批来自全球各地的人类粪便正在零下80°C的环境下静静沉睡。这些可不是随便堆积的肥料或垃圾,它们其实是一个被称为“微生物金库(Microbiota Vault)”的计划所搜集到的重要藏品!科学家们的目标是冷冻保存人类肠道微生物,以在未来全球爆发重大健康或生态危机时,能帮助恢复关键微生物的种群。
听起来很像诺亚方舟?不错,这个项目的确是受启发于著名的“斯瓦尔巴全球种子库”——该项目是一个为农业物种保留遗传多样性的“末日保险库”,设立于北极。不过,这次保存的主角换成了大家的“肠道居民”。
戒备森严的斯瓦尔巴全球种子库(图片来源:维基媒体 达格·恩德雷森)
目前,这座微生物金库尚处于“启动”阶段,但科学家们已经花费了7年的时间从巴西、埃塞俄比亚、老挝、泰国等地收集到超过1200份人类粪便样本和190种发酵食品,他们的目标是在2029年前收集1万份样本!并选址建立一座永久性冷藏基地,候选地包括瑞士山区和加拿大等气候寒冷国家。
“濒危”微生物同样需要保护
为何要将微生物冻起来呢?答案很简单:因为人类正在失去它们……
我们的肠道内存在着一个极其繁荣、复杂的微观世界,其中栖息着数以万亿计的微生物,包括细菌、真菌、病毒等,它们共同构成了我们的肠道菌群。
这些与我们共同进化,共同生存的“老朋友”,在日常的生活中,不仅帮助我们消化食物、合成维生素,更在调节免疫系统、抵御病原体甚至影响我们的情绪等方面,发挥着至关重要的作用。
科研人员将粪便样本放入培养皿中进行处理和分析
(图片来源:swissinfo)
肠道微生物群对于健康至关重要
(图片来源:维基媒体 生命科学数据库中心)
在高科技与先进生产力的加持下,现代人类的生活在变得舒适与高效的同时,也引发了科学家们的一些担忧——高糖饮食、抗生素的滥用、气候变迁等因素正在悄悄破坏人体内部以及外部生态环境中的“微生物多样性”。这种破坏所导致的后果可不只是“肠道健康”问题这么简单。科学家们表示,当前许多慢性病的激增,比如过敏性、自身免疫性以及代谢性综合征等,都可能与微生物的损失有关。
除此之外,外在环境中的微生物多样性损失同样危害巨大。长此以往,农业生产可能会面临困境,被破坏的环境也将更难恢复。
粪便真能拯救世界?
在研究人员看来,如果有一天人类肠道菌群因为药物滥用副作用的积累或某种病毒爆发等原因被彻底破坏,或者现代农业的野蛮发展最终毁掉了土壤微生物的协同机制……这个“微生物金库”,可能就是人类最后的希望之一。
由机器人对样本进行分类整理
(图片来源:swissinfo)
为了应对未来可能发生的各种情况,科学家们在微生物多样性的保护方面充满野心,他们希望为人体、动植物以及环境中的微生物创建备份副本,保留出一份微生物“档案”,这就类似我们会将重要的数据整理、分类并储存在额外的硬盘中那样。
这些微生物目前被储存在瑞士苏黎世大学的冷冻箱中
(图片来源:微生物金库计划)
冷冻起来的微生物样本可能对于后世人类至关重要
(图片来源:swissinfo)
目前该项目还需要进行两方面的突破,一是科学家们希望收集和储存那些处于受威胁生态环境中的微生物,预计会有额外的数千个样本。二是科学家们想为收集到的样本寻找和建立一个稳定、安全的永久性储存地点,就好像设立于北极的斯瓦尔巴全球种子库那样。
尽管以目前的技术,将解冻后的微生物直接投放到人体内或生态系统中,并不能恢复它们原本的生态位。但随着相关领域科学的发展,科学家们相信自己辛苦收集,储存的样本,有朝一日,定可以复原被破坏的微生物群落,甚至在生态重建、食品微生物培育、医学干预等领域发挥不可估量的价值。(宋世超)
审核:马润林 中国科学院遗传与发育生物学研究所 研究员
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