考拉生存技艺大揭秘——吃粪便解毒
对于现代人来说，从小的认知是饭前便后要洗手，洗手要用抑菌皂或洗手液。在许多人的认知中，细菌都是坏的，都应该消灭。然而，现在的研究发现，细菌对人类来说不只有坏处，还有好处，甚至还能好到离开了它们人类都活不了的程度。生活在澳洲大陆上的考拉给我们提供了一个细菌对动物的生存至关重要的极端案例。
考拉（Koala），别名树袋熊，因它们的肚子上有个育儿袋而得名。作为澳大利亚的国宝，它们是公认的最能代表澳洲人随和、慵懒、开朗、乐观特征的文化名片，其地位堪比中国的大熊猫。它们性情温顺，体态憨厚，行动缓慢，大部分时间都生活在桉树上。每天睡眠18~22小时，而其余醒着的时间大都耗费在了吃饭上，过着典型的“吃了睡，睡了吃”的生活。这样的生活状态对于快节奏的人类来说显得十分难得，让人艳羡。可是，当人们深入了解这种生活状态产生的原因后，又为此唏嘘不已，既感慨于小考拉生活境况之艰难，又惊叹于大自然造化万物之巧妙。加州大学戴维斯分校进化生物学家乔纳森·艾森（Jonathan Eisen）说：“考拉代表了哺乳动物罕见极端且迷人的案例——我们知道它们生存所需的微生物组的特定功能。”
考拉食谱单一，仅以澳大利亚600多种桉树中极少数种类的桉树叶子为生。这些桉树叶营养成分不高，纤维多，而且毒性还非常大，一般动物吃了可能就一命呜呼了。然而，“物竞天择，适者生存”，考拉进化出来的消化系统和代谢机制尤其适应这一貌似低营养、高毒性的单一食物。考拉能活下来的原因，简单概况就是：懒得动和超强解毒微生物。
考拉漫长且缓慢的消化过程，能够使食物在消化系统中停留更多的时间，并且最大程度的从食物中吸收珍贵的能量和营养。同时，几乎接近静止的生活状态，则使其最大程度节省了从饮食中获得的能量，保存了体力。而且更要命的是，桉树叶子里面有毒素。考拉的盲肠长达2米，是消化纤维的重要器官，同时还得担负解毒重任。盲肠中数以百万计的微生物，可将桉树叶中的纤维分解为可以吸收的营养物质。与此同时，有一类被称作单宁-蛋白质-复合物降解肠细菌（tannin-protein-complex-degrading enterobacteria）的肠道微生物值得特别注意，由于它们可以分解桉树叶中的单宁，才使得考拉免于中毒身亡。
这种肠道微生物并非来自遗传，而是从妈妈那里通过微生物的水平传递“继承”下来的。考拉宝宝要如何才能获得这种微生物呢？小考拉获得这些微生物的方式很奇特，也很简单——直接吃妈妈的“粑粑”！在22~30周龄时，考拉妈妈的肓肠中会排出一种半流质的软物质（被称为pap）。pap富含消化道微生物，包括数量特别多的那种降解肠细菌。与人类婴儿在吃固体食物之前，会吃一段时间的粥状半流质辅食一样，小考拉从母乳向桉树叶的过渡时期，也需要以这种物质为食。这种食物营养丰富，且富含水分和微生物，易于小考拉的消化和吸收。最重要的是，通过直接采食，微生物从考拉妈妈传递给小考拉，使得分解纤维和单宁的细菌定植在小考拉肠道中并逐渐正常开展工作，之后小考拉就可以安全地采食桉树叶，再也不会被毒死了。
对于小考拉来说，失去某种特定的微生物会妨碍它们处理唯一食物来源的能力，造成生存危机。相应地，人类婴儿如果不能及时有效地获得某些肠道微生物，其正常的营养代谢和大脑发育都会受到影响。儿童成长期身体瘦小、体质羸弱、免疫力差、注意力不集中、暴躁易怒很有可能就是由这一原因导致的，严重的则可能患上多动症、注意力缺陷、自闭症以及精神分裂等精神疾病。
如果考拉的肠道微生物遭到破坏，最终导致考拉死亡的原因可能是被桉树叶毒死。看来，考拉之所以能够成为考拉，部分原因是它们体内和生活环境中的微生物。人类之所以成为人类，部分原因也是因为其体内和生活环境中的微生物。我们倾向于认为每种动物都是一个独特的个体，但所有的动物，包括人类，代表着一个巨大的微生物群，我们研究得越多越深入，越能够认识到微生物在使每个人成为独特的个体方面的重要性。
自然界的用菌高手——戴胜鸟
《题戴胜》
唐·贾岛
星点花冠道士衣，
紫阳宫女化身飞。
能传世上春消息，
若到蓬山莫放归。
秋天是北京最好的季节，在研究所的草地上，我经常看到一两只样子独特的鸟，它们长着细长的弯嘴，头顶上有扇形的棕栗色羽冠，身上有黑白相间的斑纹，模样格外拉风。这种鸟叫戴胜鸟（Hoopoe, Upupa epops），顾名思义是头上戴着“胜”的鸟，戴胜的冠羽平时收起来，在兴奋的时候就会展开，令人联想起“胜”这种头饰，因而得名（“胜”是中国古代女人的一种凤冠状羽冠头饰）。民间也称它山和尚、咕咕翅、鸡冠鸟、发伞鸟、臭姑鸪、臭姑姑等。
在中国，戴胜鸟象征着祥和、美满和快乐。戴胜鸟美丽，尽职尽责，能照顾好自己的后代。2008年，以色列将戴胜鸟确定为国鸟。令人意想不到的是，这种样子美丽而奇特，身体却散发恶臭的戴胜鸟竟然成了微生物学家感兴趣的研究对象。
戴胜鸟在孵化后代时非常尽职尽责，但是有个“坏习惯”，它们在养育雏鸟时非常“懒散”，从不处理小鸟的粪便，整得鸟巢又脏又臭。除此之外，戴胜雌鸟在孵卵期间，屁股腺体中会排出一种黑棕色的油状液体，这种液体也是又脏又臭，它们还经常拿这些液体涂抹鸟蛋和身体。人们猜测，它们身上散发的恶臭就是来自鸟窝和身上的粪臭味，“臭姑姑”的俗名也由此而得。
这种粪臭味却引起了科学家的兴趣。原来，让人恶心的“粪便”中暗藏玄机！戴胜鸟繁衍后代竟然离不开“粪便”中的一种微生物——粪肠球菌（Enterococcus faecalis）！研究人员做了一个实验，他们对比了涂抹和不涂抹这种液体后鸟蛋的变化，结果发现，涂抹之后蛋壳颜色会发生变化。一旦接触到分泌液，鸟蛋的颜色就会变深，如果人为控制不让鸟蛋接触分泌液，鸟蛋的颜色会变浅，同时，这些鸟蛋极易出现感染而导致不能孵化。在整个孵化期间，蛋壳颜色是随着孵化从蓝灰色到绿褐色改变。这也就不难理解，在繁殖期里为什么戴胜鸟会大量分泌这种黑棕色液体并涂抹到蛋壳上了，那是为了给蛋壳消毒和防腐！所以，通过观察蛋壳的颜色就可以判断蛋的健康状态，颜色越深表示蛋壳上面的粪肠球菌越多，抗菌活性越高，蛋的健康状况越好。
动物生活在一个处处充满细菌的世界里，虽然鸟蛋有坚硬的外壳保护，可也免不了受到一些细菌的侵染，这些细菌钻到蛋壳里会感染发育中的卵。蛋壳的表面并不光滑，而是布满了“隐窝”，这些隐窝中有鸟类的分泌物，其附着在蛋壳外面形成一层保护膜，这层保护膜具有防止细菌感染的作用。我们平时吃的鸡蛋上面也有一层保护膜，一旦鸡蛋被清洗过后，保护膜遭到破坏，出现“坏蛋”的概率就会增加。
助力繁衍，维护羽毛
究竟分泌物中的什么成分抑制了细菌感染？研究人员进一步分析了液体分泌物的成分，发现这种粪肠球菌产生的一种抗菌肽起着关键作用。这种抗菌肽具有广谱抗菌性，能够抑制多种细菌的生长，也就是说只要有粪肠球菌存在，它们分泌的抗菌肽就能发挥类似抗生素的作用。正是由于这种广谱抗菌肽的存在，蛋壳上的微生物才得到了抑制，达到了保护卵不受侵染的目的，提高了蛋的孵化率。若戴胜鸟分泌液中的粪肠球菌减少，它们产蛋的数量就少，蛋的孵化率也会降低。这就难怪戴胜鸟在繁殖季节会大量分泌这种带有细菌的又黑又臭的液体了，有这么好的抗菌物质，戴胜鸟“舍不得”打扫粪便也就不难理解了。
粪肠球菌的存在与否关乎戴胜鸟繁衍后代的头等大事，对它们来说臭不臭还重要吗？戴胜鸟臭臭的窝可以保护鸟蛋和雏鸟的健康，臭一点儿孩子又多又健康！戴胜鸟并不懒，而是能够充分利用微生物的“聪明鸟”。
除此之外，研究人员还发现戴胜鸟分泌液中的粪肠球菌具有非常强的抑制地衣芽孢杆菌生长的作用。在自然界中，微生物无处不在，有一些微生物以羽毛为食，有一类地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）大量地存在于野生鸟类的羽毛和皮肤中，被称为羽毛降解菌。这种菌产芽孢，能够抵抗极其恶劣的环境而不死，一旦孢子遇到合适的条件就能快速萌发生长。实际上，地衣芽孢杆菌是一种在土壤中非常常见的革兰阳性菌，像戴胜鸟这种经常接触地面的鸟，羽毛中能够找到大量这种细菌。除了降解羽毛，这种细菌还可以影响羽毛的颜色，在鸟类换羽和羽毛颜色形成过程中扮演重要角色。如今，人们也在利用这种菌分解羽毛的特性，把禽类养殖和加工生产过程中丢弃的鸡、鸭和鹅等禽羽收集起来，交给细菌分解，从而将动物不能消化的角蛋白分解为可被消化吸收的水解蛋白或者氨基酸，作为蛋白饲料再喂给养殖动物。
研究人员将羽毛与地衣芽孢杆菌一起培养，发现羽毛会被很快分解掉；当把羽毛与粪肠球菌和地衣芽孢杆菌混合培养时，发现羽毛几乎不被分解。进一步研究发现，粪肠球菌能产生类似抗生素的细菌素，能够强烈抑制地衣芽孢杆菌。地衣芽孢杆菌受到抑制，就不能产生角蛋白酶，也就不能分解羽毛，保护了羽毛的完整性，鸟儿们美丽的羽毛才能继续保持鲜亮。
看来戴胜鸟和粪肠球菌是互惠共生关系，也就是说戴胜鸟靠粪肠球菌帮助自己繁衍后代和维护羽毛，粪肠球菌靠戴胜鸟提供的营养生存，它们之间的配合堪称完美。这种互惠共生的关系不仅在戴胜鸟中发现，科学家在其他鸟类如鸽子、海鸥等中也观察到了类似的现象。
粪肠球菌和屎肠球菌
值得一提的是，由于粪肠球菌在鸟类中太普遍了，人类也将粪肠球菌当作一种特殊的检验标记来判断和追踪海运货物的来源和污染情况。海岸边经常会有大量海鸥等海鸟出没，而鸟类存不住粪便，一边飞一边排，导致海港中的海水里存在大量的鸟粪，其中的粪肠球菌含量自然也会跟着增加。通过检测货物携带的粪肠球菌的量就可以初步判定货物被污染的情况，并且不同地区的粪肠球菌菌株是不一样的，检测粪肠球菌菌株还可以推测货物曾经到达过哪些港口。
人类肠道中也有粪肠球菌，而且正常人粪便中这类细菌的数量可以达到1000万个每克。从名字中也可以看出这种细菌跟粪便脱不了干系。虽然，还没有发现粪肠球菌影响人类的繁衍，但是已有研究发现粪肠球菌是人体内的共生菌，所有健康人的肠道中都存在粪肠球菌。
肠道中还有一种细菌，跟粪肠球菌的名字类似，称作屎肠球菌（Enterococcus faecium）。我一直没搞明白粪和屎有什么区别，这不都是一种东西吗？不过从细菌分类上两种菌确实是不一样的，但也有很多共同的地方——都属于肠道中常见的共生细菌。在过去的几十年中，粪肠球菌和屎肠球菌都曾作为益生菌使用，由于有些人在食用过程中出现了副作用，导致现在对这两种菌的安全性和有效性存在争议，一些地区还把它们从益生菌名单中去掉了。我国公布的《可用于食品的菌种名单》中也不见了两种菌的踪影。虽然，在食品和保健品中不允许使用，在一些药品型益生菌产品中仍能看到它们的身影，比如妈咪爱（含有枯草芽孢杆菌和屎肠球菌R0026）和培菲康（含有长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和粪肠球菌）。
大多数情况下，粪肠球菌和屎肠球菌在肠道中是没有安全问题的，可一旦离开肠道，转移到身体其他部位就有问题了。虽然，肠球菌比起双歧杆菌和乳杆菌等益生菌在肠道中更为常见，但是它们属于条件致病菌，具有潜在致病性，在适宜的条件下可能会透过肠道屏障进入体内引发菌血症，然后，菌体随着血液循环进入泌尿系统、关节、心脏等，它们增殖到一定数量就可能引起严重的炎症。
需要注意的是，作为药品或食品的益生菌中粪肠球菌和屎肠球菌的菌株都是做过安全性验证的，理论上安全性还是可以的，但是，为了安全起见，以防万一的做法还是首选安全性更加可靠的乳酸杆菌和双歧杆菌类益生菌。