许多动物，包括人类，如果没有肠道中的微生物就无法健康生活。这些肠道居民分解食物并帮助抵抗引起疾病的微生物。但是，最新的研究表明，包括毛毛虫在内的一些物种，即使没有这些微生物也能很好地生存。研究这些共生细菌、真菌和其他微生物的科学家表示，肠道微生物组可能没有之前认为的那么普遍。
科罗拉多大学博尔德分校的进化生态学家托宾·哈默（Tobin Hammer）通过对一种常用于识别微生物的基因进行测序，调查了来自美洲的124种野生食叶毛毛虫的肠道微生物。在发布在bioRxiv服务器上的预印本中，哈默和他的团队报告说，他们没有发现他所说的“常驻”微生物的迹象——这是一组与其宿主共同进化的生物。
这篇论文是少数但不断增长的研究列表中的最新一篇，这些研究未能发现各种动物和昆虫物种的肠道微生物组。哈默说，研究人员在发表这类论文时遇到了一些麻烦，可能是因为很难证明一个否定结论。
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传统观点认为，像牛这样的草食动物，需要肠道微生物来分解植物细胞壁中的纤维。因为哈默研究的所有毛毛虫都吃叶子，所以他认为它们会拥有多样化且复杂的微生物组。
“但重要的是要记住：毛毛虫不是迷你奶牛，”哈默说。当科学家观察大型草食动物的粪便时，他们发现微生物DNA比植物DNA多得多。但是对于毛毛虫来说，情况似乎正好相反。哈默发现的少数细菌和病毒似乎来自昆虫的食物和环境。
这位生态学家还测试了毛毛虫体内的任何肠道微生物是否以某种方式帮助昆虫生存。他孵化了72只烟草天蛾（Manduca sexta），一种常见的北美蛾，并用不同剂量的抗生素给毛毛虫用药，以消灭昆虫体内可能存在的任何微生物。但是，这些治疗对天蛾的健康或生存没有任何影响。
巨大的影响
马萨诸塞州剑桥市哈佛大学研究毛毛虫和细菌之间关系的生态学家梅丽莎·惠特克（Melissa Whitaker）说，过去的研究也表明毛毛虫没有微生物组。但是，那些研究只关注了少数物种；哈默的研究调查了100多个物种。之前的研究也缺乏关于毛毛虫体内存在的微生物是否有益的实验数据。惠特克认为，总而言之，哈默的工作意义重大。
“它们是最大的草食动物群体之一，”惠特克说。英国伦敦大学学院的一个项目估计，已知大约有18万种毛毛虫。“如果它们不依赖肠道中的细菌来帮助它们的饮食，那么它们依赖什么呢？”惠特克说。“它肯定完全不同。这太令人着迷了。”
惠特克认为，像哈默的研究结果可能比文献中出现的更为普遍。“我认为存在一些选择偏差，”她说。研究人员可能不愿提交他们的负面结果，而期刊可能同样不愿发表它们。
这是一个熟悉的故事——当惠特克最初开始研究毛毛虫的肠道细菌时，她确信她的数据或方法有问题。然而，最终，很明显没有肠道共生体可以找到。
例外
其他科学家也有类似的经历。加利福尼亚大学圣地亚哥分校的博士后乔恩·桑德斯（Jon Sanders）研究微生物及其宿主的共同进化。在对秘鲁蚂蚁的研究中，桑德斯发现，一些生活在地下的物种似乎完全缺乏肠道微生物组。他的论文经过一年半的审阅才被拒绝。桑德斯最终将其发布到bioRxiv，现在正在《整合与比较生物学》杂志上审阅。
德国耶拿马克斯·普朗克化学生态研究所的昆虫学家马坦·舍洛米（Matan Shelomi）花了数年时间研究草食性竹节虫（Phasmatodea）的肠道微生物组。他发现昆虫的肠道中没有微生物。后来，他发现证据表明，竹节虫可以使用从昆虫进化史早期从细菌中窃取的基因来分解果胶——另一种存在于植物细胞壁中的纤维。舍洛米最终发表了他的发现，但“这在同行评审过程中花费了大量的工作和争论”，他说。
一些脊椎动物也可能缺乏肠道微生物组。“我从研究人员那里听说过，他们在鸟类和鱼类中遇到了类似的问题，”哈默说。他的研究包括来自几种脊椎动物物种的数据作为对照。一些动物，如山羊，确实拥有肠道微生物组。但是，当哈默在鹅和蝙蝠的粪便中寻找肠道微生物时，他没有发现任何微生物。
目前只有少数已发表的研究指出存在无微生物的肠道。但是，现在人们正在关注，惠特克、哈默、舍洛米和桑德斯都认为，未来会出现其他类似的研究结果。
“作为一个学科，我们真的准备宣称一切都与微生物组有关，而且每个生物体都有一个微生物组，”惠特克说。“只需要一个例外，所有这些都将化为乌有。”
本文经许可转载，并于2017年5月16日首次发表。