本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点。
你的肠道里正在发生一场食物大战。不是那种扔炸薯饼、泼土豆泥、食堂混战式的食物大战。相反，你的肠道是你自身细胞和数万亿细菌之间一场古老而复杂战争的场所——一场关于你的食物在体内移动时会发生什么的战争。一些细菌与你的肠道细胞结成真正的联盟，分解你自身细胞无法独自处理的坚韧植物纤维，或将长长的毛毛虫分子分解成更易消化的包，以换取每日卡路里的一部分。其他细菌潜伏和游荡，啜饮着在你肠道中晃荡的富含营养的肉汤，等待机会以牺牲你的健康为代价来侵占你的肠道。每天，这些微生物为了更多地获取可用营养物质而相互争斗。有时你的细胞会反击，更加努力地消化你吃的食物，以防那些顽固的微生物过量摄取。研究表明，我们肠道中细菌物种的多样性部分决定了我们细胞处理和储存食物的效率，并且在一个反馈回路中，我们吃什么会改变我们肠道中细菌的构成。常用的抗生素是造成意外微生物伤亡的原因，进一步改变了我们体内微生物群落对我们饮食的反应方式。尽管科学家们仍在研究这场复杂食物大战的规则，但现在显而易见的是，我们的肠道并不完全属于我们自己——它们是复合器官，部分是人类，部分是微生物，它们进化而来，并继续作为一个社区发挥作用，其众多微小成员有时是合作的，有时是好斗的，而且总是饥饿的。
本周发表的一项研究为科学家们不断演变的关于肠道细菌如何改变动物消化食物方式的理解增添了细微之处。北卡罗来纳大学教堂山分校的Ivana Semova和John Rawls与他们的同事一起，研究了微小半透明的斑马鱼（Danio rerio）肠道中荧光脂肪酸的吸收。与在无菌环境中饲养的斑马鱼相比，肠道内有细菌定植的斑马鱼从饮食中吸收了更多的脂肪。而且鱼吃得越多，肠道内的细菌数量就越多。特别是，进食促进了一类被称为厚壁菌门的细菌的生长，而这反过来又增加了鱼肠道细胞内储存的富含能量的脂肪泡的数量，以供日后使用。对人和小鼠的研究也表明，高热量饮食会刺激肠道中厚壁菌门的生长，暗示这一特定类群的细菌可能在许多不同物种中以类似的方式对其宿主的饮食做出反应。目前尚不清楚的是，厚壁菌门是否以互惠互利的伙伴关系帮助动物从食物中吸收更多卡路里，还是这种关系更复杂——有时甚至不太友善。
细菌占人体粪便干重的40%到60%，每克粪便中含有数万亿个细胞。斑马鱼的肠道并非与我们自身肠道中相同的细菌物种的家园，但——如果你对这些群落进行足够广泛的观察——它们有惊人的重叠之处。这两个群落都主要由变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门（门是分类学上界以下的级别）构成。幼年斑马鱼对于想要深入了解消化过程的科学家来说也特别方便，因为出生一天的斑马鱼是透明的——你可以在显微镜下看到它们肠道中发生的一切，而无需进行破坏性和干扰性的解剖。
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Semova和Rawls将荧光分子化学键合到两种常见的脂肪酸，棕榈酸戊酸，并将发光的脂肪混合到胚胎斑马鱼的蛋黄中。在发育过程中暴露于细菌的斑马鱼的肠道细胞比在无菌环境中饲养的斑马鱼的肠道细胞发出更亮的光芒，这表明肠道内蠕动着细菌的斑马鱼吸收了更多的脂肪。肠道细菌健康种群（统称为肠道菌群）的斑马鱼的肠道细胞也含有更大的脂滴——储存为权宜能量来源的脂肪泡。
鱼肠道细胞中脂滴的数量取决于它们的饮食。肠道内有细菌且食物来源稳定的鱼，其肠道细胞中的脂滴数量远高于被剥夺食物几天的鱼。进食特别促进了厚壁菌门细菌物种的生长，而这种增长并未反映在周围水域细菌数量的变化中。进食改变了鱼的内部生态系统。斑马鱼吃得越多，肠道中的厚壁菌门就越多。斑马鱼肠道中的厚壁菌门越多，其肠道细胞吸收脂肪的效率就越高。
为了研究厚壁菌门如何刺激脂肪吸收，Semova和Rawls在不同的液体培养基中培养了不同的细菌菌株，你可以将其视为一种肉汤。在过滤掉细菌后，他们将幼年斑马鱼暴露于不同的培养基中。只有来自厚壁菌门的培养基显着增加了鱼肠道细胞中脂滴的数量，这表明这些细菌分泌到培养基中的任何蛋白质或分子都以某种方式增强了脂肪酸的吸收。研究结果于9月13日发表在《Gut Host & Microbe》杂志上。
这些发现反映了许多先前研究的结论，例如，研究表明，让小鼠禁食一天会减少其肠道中厚壁菌门的数量，并且将肥胖小鼠的厚壁菌门移植到瘦小鼠的无菌肠道中会使瘦弱的啮齿动物变得肥胖。当肥胖者开始低脂或低碳水化合物饮食时，拟杆菌门会增殖，而厚壁菌门会减少。显然，当我们吃很多东西时，厚壁菌门是最快乐的。一个相关且未解答的问题是，我们是否应该分享这种快乐。厚壁菌门是否在慷慨地帮助我们从食物中提取更多卡路里，而只为自己保留少量份额？当食物充足时，它们是否自私地增加自身数量，迫使我们的细胞努力工作以从食物中获得最大收益？它们实际上是否使消化变得太容易，从我们的食物中释放出如此多的卡路里，以至于我们吸收的远远超过了我们的需要？也许所有这些情景中都存在真理。
Rawls说：“我们正处于一场革命之中，这场革命关乎我们描述这些细菌群落的组成和生理潜力的能力。” “不过，我们可以开始推测的是可能正在发生的各种不同类型的关系。我们知道肠道菌群增强了我们从复杂碳水化合物中提取卡路里的能力，这显然是一种互惠互利的关系。但人们认为，所有脊椎动物都具有消化和吸收其他类型营养物质（如脂质、蛋白质和简单碳水化合物）的能力，因此，我们如何才能在这些营养物质方面与细菌建立互惠互利的关系尚不清楚。当我们看到斑马鱼的脂肪酸吸收增加时，这可能是自私的或防御性的反应。也许鱼识别出更多细菌的存在并增加了自身脂肪酸的吸收。这可能并不总是一种友好的安排。”