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一坨14世紀(jì)的石化人類(lèi)糞便向科學(xué)家們揭示了發(fā)生在人類(lèi)腸道內(nèi)的細(xì)菌軍備競(jìng)賽,。這坨老屎證明了腸道內(nèi)細(xì)菌利用抗生素的歷史遠(yuǎn)比人類(lèi)發(fā)明出青霉素類(lèi)藥物的歷史更為長(zhǎng)久,。

在人類(lèi)腸道內(nèi)生活的細(xì)菌可謂一群小地頭蛇，只要新的微生物到達(dá)腸道,，這些原住民地頭蛇就會(huì)釋放抗生素消滅新來(lái)的,。但是新來(lái)的也不會(huì)坐以待斃，他們會(huì)進(jìn)化出免疫能力,。地頭蛇們一看不對(duì),，就進(jìn)化出更強(qiáng)勁的抗生素。這種腸道內(nèi)的軍備競(jìng)賽很可能已經(jīng)持續(xù)了很久,，但是具體有多久,，科學(xué)家還缺乏足夠證據(jù)。

但是這一切都將因在比利時(shí)發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)糞便而改變,。比利時(shí)某城建工程在1996年挖掘廣場(chǎng)時(shí),，在4米深的地下發(fā)現(xiàn)了中世紀(jì)的人類(lèi)遺物。據(jù)考證,，這些密封的14世紀(jì)木桶里面裝的都是人屎,，歷經(jīng)700個(gè)寒暑而未曾接觸空氣。

這些石化糞便——叫做糞化石(看起來(lái)像糞便狀的石頭)——被研究古微生物的科學(xué)家小心地從木桶中剝離,，在此過(guò)程中要絕對(duì)禁止現(xiàn)代細(xì)菌和病毒污染中世紀(jì)微生物,。保存好的糞便最后交給位于法國(guó)馬賽URMITE研究組的Christelle Desnues病毒學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室,。

他的團(tuán)隊(duì)對(duì)糞化石進(jìn)行了鉆孔，提取了核心部分約1枚鎳幣重量的樣本,。電子顯微鏡顯示糞化石樣本中布滿了病毒樣結(jié)構(gòu),。研究團(tuán)隊(duì)分析了所有糞便中病毒的染色體序列，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的病毒是噬菌體,。噬菌體是細(xì)菌世界的貨輪,，他們會(huì)在細(xì)菌間來(lái)回游走，將一個(gè)細(xì)菌身上的DNA轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)菌身上,。在這個(gè)過(guò)程中,，細(xì)菌會(huì)慢慢積累進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。今天的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代噬菌體會(huì)在感染性細(xì)菌之間運(yùn)送抗生素抗藥性基因,，因此增強(qiáng)了細(xì)菌的毒性,。

Desnues和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)糞化石中的噬菌體染色組攜帶了抗生素抗藥性基因，這個(gè)發(fā)現(xiàn)支持了噬菌體是腸道內(nèi)儲(chǔ)存抗藥性基因的倉(cāng)庫(kù),，并且早在中世紀(jì)就是如此,，Desnues說(shuō)。

在糞化石中科學(xué)家們觀察到抗藥性基因的傳播范圍非常廣,?！肮糯S便中的抗生素抗藥性基因居然比現(xiàn)代糞便樣本的多，這讓我們很驚訝,，”圣地亞哥州立大學(xué)的微生物學(xué)家Jeremy Barr說(shuō),。他并沒(méi)有參與這項(xiàng)研究工作，但是他指出如果這份糞便樣本能夠反映那個(gè)時(shí)代的微生物水平,，那么今天腸道內(nèi)抗藥性基因的減少反映出現(xiàn)代食物衛(wèi)生和飲用水衛(wèi)生已經(jīng)削減了腸道內(nèi)細(xì)菌抵抗外來(lái)微生物的能力,。

有趣的是，Desnues團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn),，噬菌體也攜帶了幾種新陳代謝基因,，可以向宿主體內(nèi)的細(xì)菌提供消化脂肪和氨基酸的能力，也許這就是為什么腸道內(nèi)微生物對(duì)人類(lèi)如此有用的原因,。腸道內(nèi)微生物幫助人類(lèi)消化食物,、緩解炎癥、還能幫助對(duì)抗肥胖,。

“人類(lèi)的內(nèi)微生物環(huán)境需要這些噬菌體,，”哥倫比亞大學(xué)微生物學(xué)家Vincent Racaniello說(shuō)，他說(shuō)雖然腸道內(nèi)噬菌體經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的歲月,，種類(lèi)已經(jīng)發(fā)生變化,，但是他們交換的關(guān)鍵基因是相同的。“最有趣的是,，人類(lèi)進(jìn)化出了能利用腸道內(nèi)微生物功能的能力,。”