微生物群万岁！

本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点

编者注（2019 年 9 月 3 日）：这是对 8 月 20 日发布的早期文章的大幅修订版本，该文章包含不符合《大众科学》编辑标准的声明和来源。我们的正常政策是附上一份说明，逐点解释原文的内容以及如何进行更正。在这种情况下，修订幅度很大，我们只是发布新版本。为了透明度和对比，原始帖子可以在此处找到。

食品作家马克·比特曼认为，由于食物被定义为“提供营养并促进生长的物质”，而毒药是“促进疾病的物质”，那么“工业化农业生产的很多东西，从字面上来说，不是食物而是毒药。” 虽然这可能是一种极端的说法，但我们的食品系统可能因多种原因而面临风险，包括除草剂和杀虫剂的使用量增加；转基因生物（GMO）的兴起；以及气候变化。

自 1892 年以来，美国农业部一直在收集有关我们食物营养成分的数据。自那时起的几十年里，样本的收获、储存、制备和分析方式存在足够的差异，使得很难理清确切的趋势或其原因。有证据表明，西兰花等食物的维生素和矿物质含量有所下降，也有一些相反的证据。鉴于营养对我们的健康至关重要，令人惊讶的是，关于农业实践如何影响农作物营养成分的可靠研究如此之少。

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但这种情况正在发生变化。最近的研究表明，例如，大气中二氧化碳的增加正在加速光合作用。这听起来可能是一件好事，但这意味着植物在生长速度加快的同时，也含有更多的碳水化合物，但营养物质较少，这最终可能导致全球营养缺乏。

此外，许多农作物被越来越大量地喷洒杀虫剂和除草剂。为了保护它们免受后者的侵害，生物技术学家已经对植物进行了基因改造，使其具有抗除草剂能力。美国种植的玉米中约 90%（我们的第一大作物

）已被改变，添加了来自其他物种的保护基因。这些修改允许玉米反复喷洒除草剂，包括草甘膦（孟山都公司 Roundup 的活性成分，美国以及可能在全球范围内使用最多的除草剂）、2,4-D 和麦草畏。大自然不会对此视而不见，杂草会迅速进化出抗除草剂性，导致化学武器竞赛。

所有这三种除草剂都是水溶性的，这意味着它们可以溶解并且可以到达水到达的任何地方。它们也是全身性的（它们可以进入植物内部，因此在食用之前无法将其洗掉）。特别是草甘膦无处不在。它是美国销售的数百种产品中的活性成分，并且已在空气、雨水、饮用水、河流、湿地和用于农作物灌溉的地下水中发现。而且，这些和其他杀虫剂的协同效应尚未经过充分测试。

玉米也被改造为具有可以在每个细胞中产生多种杀虫蛋白的基因，环境保护署将其委婉地称为“植物体内保护剂”。此外，玉米种子通常涂有新烟碱类杀虫剂（可以伤害蜜蜂的杀虫剂，包括类型

与蜂群崩溃相关的）和杀菌剂。这意味着它们不需要喷洒太多杀虫剂——但这对人类和动物健康是否是净利益，人们知之甚少。

但由于玉米是许多食品（玉米糖浆和油；玉米喂养的农场动物）中的一种成分，我们经常在每一口都摄入这些杀虫剂和杀虫蛋白。与有机大豆相比，经过改良的大豆（全球第一大转基因作物）含有草甘膦残留物，并且可能具有不太健康的营养成分。更广泛地说，有一些证据表明，接触草甘膦可能导致癌症、内分泌问题和其他健康问题。一群医学和环境科学家最近发布了他们关于风险的强烈集体担忧，并敦促进行更多研究。

如果说有什么情况需要应用预防原则，那就是这种情况。正如马萨诸塞大学洛厄尔分校的大卫·克里贝尔及其同事在2001 年的论文中所写的那样，将其应用于环境科学，需要四个组成部分：“在不确定的情况下采取预防措施；将举证责任转移给一项活动的支持者；探索一系列广泛的可替代方案来替代可能有害的行动；以及增加公众参与决策。”

在 20 世纪中期，绿色革命向全世界广泛引入了化肥和杀虫剂。在过去的二十年中，我们在工业化农业中经历了“基因革命”。这两项进步的支持者声称，我们食物系统的化学和技术转型对于养活世界是必要的——但有理由对此表示怀疑，尤其是在美国三分之二的玉米作物用于动物饲料或乙醇生产时。正如联合国人权理事会所说的那样，“农用化学工业宣称杀虫剂对于实现粮食安全是必要的，这不仅不准确，而且具有危险的误导性。”

如果说这两次革命带来的潜在健康风险还不够的话，那么两者都依赖于大量使用化石燃料来合成农用化学品；运行拖拉机、联合收割机和其他农业设备；加工和预煮食物；制造塑料包装；以及为制冷和长途运输提供动力。因此，现代农业和土地利用变化是气候变化的主要原因之一。

这些因素是否意味着世界末日？好吧，也许吧。或者它们可能表明是时候进行第三次革命了。

微生物组复兴

微生物组只是一个微生物群落（或生物群落）——细菌、真菌、古细菌和原生动物。我们设想的微生物组复兴将包括尊重我们内部和外部的生态系统，在微观尺度上，但具有宏观影响。

在土壤中，数以万亿计的微生物对于植物的生长、营养和健康至关重要。它们完成一切工作，从固定氮到输送矿物质和微量元素，再到分解有机物质和防御植物病害。简而言之，土壤微生物驱动植物生产力——更大的植物多样性导致更多的微生物活动和碳储存。

为了收获健康土壤的所有这些益处，我们必须培育土壤微生物组和

植物自身的微生物组。土壤中存在一个高度连接的微生物食物网，集约化工业农业会破坏它。草甘膦已被证明会阻碍菌根真菌在根部的有益定殖，转基因玉米也是如此。相反，有机实践支持更多样化和更强大的微生物群落以及微生物量、活性和多样性更高的土壤——以及多达三倍的蚯蚓。正如 2015 年 2 月《科学》杂志的社论中所说，我们应该“给予土壤应有的重视”。

在人类中，我们大约 30 万亿个细胞与相似数量的

微生物相匹配，我们的“内在土壤”遍布全身，以换取食物和住所。我们的微生物组执行范围广泛的关键功能，例如增强我们的免疫系统、制造维生素和支持消化。（你今天感谢你的微生物组了吗？）

这就是为什么过度使用抗生素（美国每年每 1000 人开出超过 800 张处方）令人担忧的原因：我们体内处于平衡的微生物有助于保持我们的健康，而抗生素耐药性的增长，部分原因是过度处方，部分原因是这些药物在动物饲料中的滥用，这是一个严重的健康问题。

这种微生物组复兴的关键将是培育而不是杀死或破坏我们友好且必不可少的微生物群的平衡。要实现这一目标，需要人类将有机再生农业和园艺作为常态。再生农业意味着与自然合作，而不是与自然对抗：种植和保存各种传统种子；保护传粉媒介；种植生物多样性的作物；使用天然肥料，如豆类和来自大气层的氮；回收有机物（覆盖物和堆肥）；利用多种植物覆盖种植和轮作来建设土壤；以及放牧（而不是圈养）农场动物。

将农业转型为再生实践不仅可能对我们的健康和更广泛的自然有益，它还可以成为应对气候变化的关键解决方案。正如我们之前写道的那样，人类可以通过陆地和海洋的再生农业来固碳并改善营养。这种方法可以应用于各种规模，包括在院子、当地公园、露台和屋顶上的气候胜利花园。

这也是一个食物公正问题，因为有机食品通常更昂贵，在贫困社区和有色人种社区更难获得。因此，重要的是要努力使每个人都能获得有机食品 ，并停止对玉米和其他大宗商品作物的大量“农业法案”补贴，而是补贴向再生实践的过渡。

由100多个国家和地区科学与医学科学院组成的全球网络InterAcademy Partnership于2018年发布的一份报告得出结论：“在地球边界内（包括营养、水和气候的边界）生活并拥有健康的人口需要新的食物系统方法。”

认为我们可以用合成肥料和农药操纵自然以达到农业的完美是一种纯粹的狂妄自大。相反，为了适应和缓解相互交织的生态、人类健康和气候危机，我们必须尊重自然优雅的复杂性。我们必须彻底改革我们的食物系统。而这一切都可以从确保微生物组的繁荣开始。