5疾病与健康拿起一个地球仪，把蓝色的一大面转到自己面前，此时呈现在你眼前的正是浩瀚的太平洋。现在用手指戳在正中，然后往下一点，再往右一点：你的指尖正移到了莱恩群岛（LineIslands）。这是连成一条斜线的11座小岛，静静地躺在这个遥远且不为人知的地方。它距离加利福尼亚约5,千米，距离澳大利亚约6,千米，距离日本约7,千米。这一串小岛完美地诠释了“与世隔绝”一词。它们与你的距离比任何地方都远，比它再远的地方恐怕得离开地球。而为了找到最美丽的珊瑚礁，福瑞斯特·罗威尔（ForestRohwer）必须来到这个遥远的地方。年8月，罗威尔从“怀特·霍利”号（WhiteHolly）的甲板上走下来，踏入金曼礁的水域。那里位于莱恩群岛的最北端，也是这条沿斜线分布的群岛的最上头。1透过幽蓝清澈的海水，他看到一堵巨大的珊瑚墙从深处隆起，像地毯一样铺满海底。这是一片曾经登上过好莱坞银幕的珊瑚，皮克斯动画公司制作的《海底总动员》（FindingNemo）里就有它的身影。这个美丽的生态系统拥有自然界顶尖的“演员”阵容：蝠鲼，海豚，如一堵移动的墙一样游动着的大群马眼鲹，成群结队、长着尖牙的巴西笛鲷，数量可观的鲨鱼，至少有50条灰礁鲨围着潜水员盘旋，每一条差不多有一个成年人那么大。但罗威尔和他的科学家同事对此并不在意，他们知道鲨鱼是一个健康珊瑚礁生态系统的指示，所以看到这么多鲨鱼就格外兴奋。此外，鲨鱼大多在夜间捕食，研究人员只要在日落前回到船上就没太大问题。他们的时间略微紧张，当最后一个科学家登上船时，太阳已经低垂在地平线上，正如罗威尔后来记录下的文字：充满恐惧的“有好多鲨鱼”，在那时已变成了“我的天哪，这鲨鱼也太多了吧！”的惊叹。往东南走千米左右就可以到达圣诞岛海域（ChristmasIsland，现名为Kiritimati，隶属太平洋岛国基里巴斯），这里则展现了一幅全然不同的景象。在那里，罗威尔看到了他见过的“最死气沉沉的珊瑚礁”。原本充满活力、层次丰富的金曼礁海域，被鬼魂般覆满烂泥的珊瑚残骨取代，仿佛遭遇了神秘力量的横扫，生命的气息与丰盈的色彩被一股脑儿地席卷而光。水体浑浊，还悬浮着颗粒。鱼量稀少，也没有鲨鱼出没。潜了近一百小时，科学家们没有看到哪怕一条鲨鱼。这里也不是一开始就是这样的。年，詹姆斯·库克（JamesCook）到达圣诞岛时，他的领航员记录到了“无数条鲨鱼”。即使到了20世纪后期，这些大型捕食者仍活跃在周围，珊瑚礁也依然健康。这一切变化始于年，这些岛屿遭到大规模殖民。今天，岛上大约有5,名居民。虽然这一规模并不庞大，但足以让鲨鱼和珊瑚礁都没了踪影。相比之下，金曼礁一直无人居住。那里的永久陆地只有三个足球场那么大，没有任何东西能让定居者留在此地。但是，贫瘠的陆地环境却造就了水下的世外桃源。对罗威尔来说，金曼礁是一个看向过去的窗口，透过它就能看到那些迎接库克船长的光彩夺目的珊瑚礁。圣诞岛则代表了一个荒凉、没有珊瑚的未来——我们还将看到，它与许多常见的人类疾病有着相似之处。珊瑚是一种动物，柔软的管状身体一端有带刺的触角。你很少看到它们的本体，因为通常都藏匿在石灰石之间，而这些正是它们的骨骼。这些骨骼结合在一起形成巨大的礁石，在海下形成层层叠叠、高低起伏的地貌，为无数海洋动物提供家园。珊瑚从几亿年前就开始建造珊瑚礁，但这样的日子可能即将结束。加勒比海的珊瑚群落大面积溃败，澳大利亚的大堡礁也已经失去大部分珊瑚。1/3的珊瑚物种也因为受到多面的生存威胁而濒临灭绝。人类释放到大气中的二氧化碳把太阳的热量锁在其中，也使海洋变得温暖。在这些温暖的海水中，珊瑚不得不开始驱赶居住在其细胞内并一直为它们提供营养的藻类。与这些伙伴分手后，珊瑚变得虚弱，更濒临死亡。二氧化碳还会直接溶解在海水中，酸化水下环境，逐渐腐蚀珊瑚建造珊瑚礁所需的矿物质。飓风、船只和凶猛的海星只会更进一步地侵蚀它们。珊瑚挨饿、变得苍白、无家可归，可怜的它们被剥夺了建筑原料——珊瑚生病了。而在珊瑚间肆虐的瘟疫简直像调色盘一样丰富：白痘、黑带病、粉红斑病、红带病……一共有几十种这样的疾病，且近几十年来有愈演愈烈之势。这种趋势并不寻常。一般而言，当宿主高密度地生存在一起时，疫病扩散的可能性更高，但是珊瑚的疾病似乎在随着宿主种群数量的减少而上升。这是因为其中只有部分疾病是由特定病原体引起的，其他疫病有着更复杂的起源：它们似乎是由大量协同工作的微生物，或者珊瑚微生物世界中的正常细菌引起的。正是这个微生物世界，吸引了罗威尔的注意。罗威尔一头散乱的黑发，音调很高，举手投足间透着一股悠闲的气质。他穿着一身炭黑色，戴着银饰。他是宏基因组学领域的先驱——这是我们在第二章中提过的革命性研究方法，科学家通过测序所有基因来调查和识别微生物。罗威尔最先把这种技术应用在为开放海洋环境中的病毒编目上。然后，他把注意力转移到珊瑚上。其他科学家已经通过研究发现，珊瑚表面覆满了微观生命，每平方厘米的表面就生存着1亿个微生物，数量是人类皮肤或森林土壤表面的十多倍。珊瑚礁所包含的生物多样性可能早已为世人所知，但这些多样性在很大程度上是肉眼看不见的。忘记鳐鱼、海龟和鳗鱼吧：细菌和病毒构成了珊瑚礁的大部分生理机制，其中大多数从未被研究过。这些微生物是做什么的呢？“首先，也是最重要的，”罗威尔说道，“它们占据了空间。”珊瑚的身体只有这么多地方可供微生物生存，只有这么多食物来源。如果有益的物种填充了这些生态位，危险的物种便不能侵入，如此多样的微生物群落只要简简单单地存在，就可以搭建起封锁疾病的网络。这种效应便是定植抗性（colonizationresistance）。珊瑚一旦遭到破坏，就很容易感染疾病。罗威尔怀疑，这是对这么多珊瑚礁生态消失的根本解释。所有让珊瑚变弱的环境压力——海洋变暖，海水酸化和富营养化——破坏了它们与微生物之间的伙伴关系，使菌群变得不正常或贫瘠，也使珊瑚更易饱受疾病困扰，也许可以说，正是这种关系的破坏导致了疾病的产生。2为了验证这一猜想，罗威尔需要研究各种珊瑚礁，从原始状态到彻底崩溃，应有尽有。所以就有了“怀特·霍利”号之旅。这艘船花了两个月时间从莱恩群岛的北边一路下行经过四座岛屿，岛上的人类活动越来越密集，从无人居住的金曼礁到有几十人定居的帕尔米拉环礁，再到拥有2,名居民的范宁岛，最后到人口数量达到5,的圣诞岛。船上的其他科学家有的会调查鱼的数量，有的会把珊瑚舀上来研究，罗威尔和同事利兹·丁斯代尔（LizDinsdale）则研究微生物。他们从每个地点取一些海水样本，并用玻璃晶片过滤（这些玻璃晶片上分布着小到连病毒都挤不过去的孔）。然后，他们把玻璃筛滤出的微生物刮下来，用荧光染料染色，再通过显微镜观察发光的它们。罗威尔后来写道：“珊瑚的命运都写在这些小光点里，从中可以读出它们是否健康，或者正在经历衰老病死。”丁斯代尔和罗威尔发现，随着人类分布得越来越广泛，微生物也越来越常见。从金曼礁到圣诞岛，如鲨鱼这样的顶级捕食者，从珊瑚礁的主角变成了跑龙套的，珊瑚覆盖率从45%下降到15%，水中的病毒和微生物则涨到了原来的10倍。所有这些变化趋势，都交织在一张复杂的因果关系网中。为了抢占地盘，珊瑚和一种名为肉质藻（fleshyalgae）的古老竞争对手不断地循环斗争。一些藻类是珊瑚的盟友。它们住在珊瑚的细胞里，为珊瑚提供食物，或形成珊瑚坚固的粉红色外壳，把分散的珊瑚群落连成一片坚固的整体。但肉质藻是与珊瑚竞争生存空间的敌人。如果肉质藻数量上升，珊瑚数量就会下降，反之亦然。大多数珊瑚礁中生活着龙舌鱼和鹦嘴鱼这样的食草鱼类，它们会像修建草坪一样啃食这些肉质藻，使它们保持在一定数量以下。但是，人类用矛、钩子和网杀死了这些食草鱼类。不仅如此，我们还杀死了鲨鱼这样的顶级捕食者，导致中型捕食者的群体数量急剧增加，进而捕食这些食草鱼类。无论如何，藻类都占了便宜。修剪好的草坪变成了杂草丛生之地，附近的珊瑚开始死亡。莱恩群岛远征队伍中的一员珍妮弗·史密斯（JenniferSmith），通过一个简单的实验证明了这一影响。她在相邻的水族箱中分别放置了小块珊瑚和海藻碎片。这些水族箱相互连通，但中间由极细的过滤器隔开：微生物无法通过，但水中的化学物质可以通过。不到两天时间，所有的珊瑚都死了。藻类释放的某种物质杀死了它们。毒素？有可能。但是，当史密斯用抗生素处理珊瑚后，它们却活了下来。不是毒素，也不是微生物（因为它们没法通过过滤器）。藻类究竟做了什么，让珊瑚死于寄住其上的微生物之手？事实证明，导致这一切的是溶解在海水中的有机碳（简写为DOC），从本质上而言，就是水中的糖和碳水化合物。藻类在珊瑚礁上茂密生长时，会产生大量的DOC，并为珊瑚的微生物提供充足的食物。这些藻糖通常会沿着食物链向上流动，被食草鱼类摄入，最后进入鲨鱼体内；一条鲨鱼体内含有数吨藻类储存的能量。但是如果鲨鱼死亡，这些糖类就不再为鱼类供能，而是滞留在食物链的底层，成为微生物细胞的组成部分。微生物大快朵颐，因为爆炸性地增长而消耗完了周围的氧气，也继而窒息了珊瑚。但DOC不是无差别地滋养所有微生物。罗威尔把它们比作汉堡：高能量、易消化，会优先惠及快速生长的物种，尤其是病原体。在金曼礁附近的海域，只有10%的本地微生物属于可能导致珊瑚病的细菌。但在圣诞岛附近，一半微生物都属于这些科。“你不会想在那里游泳的，”罗威尔写道，“但不幸的是，珊瑚没有选择。”这也解释了，为什么圣诞岛的患病珊瑚，其数量是金曼礁的2倍，尽管前者的珊瑚总量只是后者的1/4。（后来的一份调查显示，圣诞岛周围依然有几片健康的珊瑚礁。它们位于前核试验场所，渔民因为恐惧辐射而远离那里，如此一来反而拯救了鱼和珊瑚。）那些水域仿佛医院病房，住满了免疫功能低下的病人。与这些患者一样，珊瑚很少被远道而来的异常病原体杀死；在大多数情况下，它们都因为自己的微生物组乘虚而入而衰亡，后者牺牲宿主，并尽可能地利用丰富的DOC滋养获取营养。罗威尔描述的一系列事件形成了恶性循环。随着珊瑚死亡，藻类得以获得更多的空间，释放更多的DOC，并滋养更多的病原体，杀死更多的珊瑚。最终，这个循环以极短的周期不断重复，把整片珊瑚礁从鱼和珊瑚的领地迅速转变为藻类的领地，而且很可能是不可逆的。“这很可怕，又如此迅疾，”罗威尔说，“一片珊瑚礁可以在一年内死去。美丽的珊瑚礁，眨眼间就不复存在。”所有可以削弱珊瑚礁的环境压力，都能启动这一恶性循环。年，罗威尔的团队把珊瑚碎片分别置于更高温度、更偏酸性、增加营养物质以及更多DOC的不同环境中。变化很明显。珊瑚的微生物组从健康珊瑚礁上的生长类型，变成了在患病的珊瑚上茂盛繁殖的致病群落。它们还发现了更多存在毒性基因的证据（拥有这些基因的细菌能感染宿主），也发现了更多病毒（与导致人类疱疹的病毒相关）。疱疹病毒可以隐藏在宿主的基因组中，保持休眠状态，直到某种应力把它们重新激活。复苏之后，这些一度潜伏在人体内的病毒可以引发唇疱疹。现在尚不清楚它们会对珊瑚造成什么伤害，但很可能会导致某种疾病。3人类可以通过意想不到的方式开启这种恶性循环。年，一艘长约26米的渔船在金曼礁上搁浅，原因可能是发动机起火。这艘渔船从哪儿来、是什么号、船员怎样了，我们都不知道。出乎意料的是，它造成了令人瞩目的影响。船舶解体后，碎片落在底下的礁石上，制造出了长达一千米的“死亡区”。这些珊瑚并没有变成常见的白色碎块，而是覆满了深色的藻类，周围的海水也变得极其浑浊。这就是“黑礁”，就仿佛海底版的托尔金笔下的“魔多”①。铁矿落在营养不良的生态系统中后，通常会导致这一场景。作为肉质藻类的肥料，铁能使其疯狂生长，甚至连食草鱼类都没法在短时间内把它们吃回正常数量。接着，这些藻类会触发罗威尔的恶性循环：更多的DOC，更多的微生物，更多的病原体，更多的疾病，更多的死珊瑚。罗威尔的团队在莱恩群岛的其他地方也看到了黑礁，总是与沉船有关，并且总是在沉船碎屑的洋流下游发展。与珊瑚几乎均匀退化的圣诞岛等地不同，黑礁有可能出现在干净的水域。“请想象这是一块健康的礁石，”罗威尔指着一张桌子比画着解释道，“而这部分已经死了。”他一掌拍在桌子中间，“任何地方，只要有一块铁，即使只是一个螺栓，周围都会出现一小圈黑礁。”年，美国鱼类和野生生物管理局从金曼礁移走了这条废船。一群工人徒手拎起数千千克的残骸，用等离子切割机和链锯把船体切成片，然后把碎片移出海域，只留下主发动机，即一块重达2,千克的铁疙瘩。随着大部分沉船残骸被清除，珊瑚有可能恢复健康。然而，其他礁石就没那么幸运了。它们的痛苦不是来自铁的一次性大量流入，而是来自人类活动持续不断施加的压力。罗威尔的团队评估了整个太平洋地区99个地点的人类活动水平，设计出了一个可以用来反映各地渔业、工业、环境污染、航运等综合影响的指数。针对同一个测量点，他们还计算了微生物化分值（microbialisationscore），以此来衡量生态系统中进入微生物——而不是鱼——的能量比例。这两项指数呈非常明显的正相关。人类大举进入自然的同时，也打破了珊瑚与微生物自古以来形成的和谐关系。我们把鱼和珊瑚的天堂变成了一片荒凉的藻类沙漠，任它们浸泡在充满病原体的海水之中。根据罗威尔的解释，这是珊瑚礁死亡的全过程：被各种各样的威胁因素削弱健康，最终被自己的微生物吞没。这不是珊瑚礁衰败的唯一原因，但十分引人注目，也解释得很彻底，堪称“珊瑚死亡的大统一理论”。在这个理论体系中，大到鲨鱼、小到病毒，都彼此相连。该理论告诉我们，珊瑚礁的不可见部分最终决定了它的命运。罗威尔很直白地表示：“即使珊瑚礁本身就非常复杂，微生物仍是其兴盛和衰落的主要决定因素。”想想微生物导致的疾病，流感、艾滋病、麻疹、埃博拉、腮腺炎、狂犬病、天花、结核、瘟疫、霍乱和梅毒等。尽管这些疾病各不相同，但都遵循类似的发病模式。它们由单一微生物引起：感染细胞的病毒或细菌，以我们的健康为代价，不断繁殖，并引发可以预见的全身症状。这些致病因子可以经由人类鉴定、分离和研究，运气好的话，甚至可以被彻底消灭，终结病痛的折磨。罗威尔的珊瑚研究为一种不同类型的微生物疾病提供了线索。该疾病没有一个明显的罪魁祸首，4病状均由微生物菌群引起，后者从健康的构型转变为损害宿主的构型。单个细菌本身并不是病原体，但整个菌群合在一起就转入了致病状态。可以用一个词来描述这种状态：生态失调（dysbiosis）。5该术语描述的是不平衡与不和谐代替了和谐与合作的状态。这是共生的黑暗面，也是迄今为止我们
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