摘要：我们的世界是由我们看不见的事物塑造的——从细菌和温室气体到人工智能。然而，人们倾向于将他们的世界观集中在可见的和人类的事物上。在《小与大思考》中，科学作家彼得·福布斯 （Peter Forbes） 清晰地解决了这一悖论，他认为我们的“智心主义”可能会阻止我们掌

细菌经常被恶意诋毁，但可能是确保地球可持续未来的关键。图片来源：Steve Gschmeissner/SPL

从小到大：微生物如何制造并可以拯救我们的世界Peter Forbes Icon Books （2025）

我们的世界是由我们看不见的事物塑造的——从细菌和温室气体到人工智能。然而，人们倾向于将他们的世界观集中在可见的和人类的事物上。在《小与大思考》中，科学作家彼得·福布斯 （Peter Forbes） 清晰地解决了这一悖论，他认为我们的“智心主义”可能会阻止我们掌握微生物的基本重要性。

他宽泛的叙述将生命的分子起源与人类现在面临的生存地球危机联系起来。作者断言，微生物是恢复家园和确保我们在生态崩溃时代生存的关键。

福布斯首先向 1926 年的经典著作《微生物猎人》致敬，微生物学家保罗·德·克鲁夫 （Paul de Kruif） 在书中赞扬了细菌理论的早期先驱——如路易斯·巴斯德 （Louis Pasteur） 和保罗·埃利希 （Paul Ehrlich）——他们找到了消除病原体的方法。福布斯指出，尽管这本书在当时具有革命性，但它有助于激发微生物是疾病同义词的看法。从那时起，这种不幸的框架可能阻碍了微生物研究和复杂的微生物技术监管批准。

“海洋非常复杂”：海洋微生物建模是气候预报的关键

作者继续颠覆了 Microbe Hunters，将微生物重新定义为古老的盟友。

例如，当古代微生物通过光合作用给地球充氧时，它们创造了一种可以进化出有氧生命的大气层。这些微小的生命形式驱动着地球的生物地球化学循环，例如碳和氮循环，从而维持气候稳定性和生态系统生产力。它们是我们自身身体和生物学的关键组成部分。包括人类在内的复杂生物依靠生活在我们肠道、皮肤和身体其他部位的微生物来获取关键营养并保护我们免受疾病侵害。

福布斯还表彰了发现微生物如何帮助塑造地球的科学家。例如，微生物学家林恩·马古利斯 （Lynn Margulis） 彻底改变了研究人员对复杂生命起源的理解。1967 年，她提出线粒体和叶绿体（动植物细胞的能量产生中心）是从被细胞吞噬的细菌进化而来的，这表明复杂的生命源于古老的共生伙伴关系。

作者强调，生物多样性丧失、污染和气候变化等紧迫问题不仅是由温室气体排放引起的，也是由微生物平衡的破坏引起的。例如，海洋变暖破坏了珊瑚与提供珊瑚大部分能量的光合藻类之间的共生关系。结果是大规模的珊瑚死亡，使整个珊瑚礁生态系统处于危险之中。这一点越来越得到科学家的赞同。

但他断言，微生物技术可以提供一条摆脱气候和生态紧急情况的途径。

将细菌纳入农业过程可以减少对有害做法的依赖。图片来源：Wakil Kohsar/AFP/Getty

例如，微生物可以利用微小的电流将二氧化碳转化为生物燃料，这些燃料可以成为可再生能源的来源。一些国家正在通过将细菌纳入农业过程来减少对合成肥料的依赖——合成肥料的生产是能源密集型的，会导致温室气体排放以及土壤和水污染。例如，固氮细菌将惰性大气中的氮转化为对植物生长至关重要的有用形式。

展望未来，基因工程的进步甚至可以使谷类作物永久“吞噬”这种细菌能力，使植物能够自主地将大气中的氮转化为对自身生长至关重要的形式。DNA 复制、光合作用和固氮作用背后错综复杂的基于蛋白质的分子系统，作者称之为微生物纳米机器，是我们构建可持续且具有经济弹性的未来社会的秘密武器。

微生物可以捕获碳并降解塑料——为什么我们不更多地使用它们呢？

尽管其中一些技术听起来可能很未来主义，但《福布斯》提醒我们，它们的生物学原理由来已久。例如，对固氮至关重要的固氮酶已经被细菌使用了数十亿年。通过将微生物工具应用于可持续农业，科学家们不是从头开始发明它们，而是“从生命的原始工程师那里借用古老的解决方案”。

福布斯强调，这种创新不仅与经济增长兼容，而且也是经济增长的强大驱动力。植根于微生物学的可持续技术可以提高生产力，产生新的行业和开放市场，使环境目标与财务机会保持一致。从农业到生物制药，过去的成功证明了这种潜力。例如，一项研究估计，用固氮细菌共培养大豆而不是使用合成肥料，在一个季节为巴西农民节省了超过 150 亿美元，同时减少了温室气体排放（TS Telles 等人，Environ. Technol. Innov.31， 103158;2023 年）。

作者承认迫切需要克服政治障碍来推广这些新技术。反科学的态度和企业惰性正在使对生态有害的做法长期存在，例如使用易于替代的农用化学品。福布斯在展示公众认知的重要性方面特别有效：微生物解决方案的开发和部署依赖于政策变化，而政策变化又取决于人们将微生物视为盟友而不是敌人。微生物学学术团体已经试图传达这一信息，强调微生物技术利润丰厚、容易获得并且能够提供高影响力的解决方案——但它们经常被忽视。

冰川不仅仅是冰块——拯救它们的计划不能忽视它们隐藏的生命

一个反复出现的主题是难以超越我们所能感知的事物进行思考。福布斯认为，人类进化是为了理解中间尺度：树木和河流，而不是原子和生态系统。他指出，智人中心主义是“物种层面的等价物，相当于婴儿假设整个世界都是围绕着他们的”。这个类比既令人谦卑又准确。尽管如此，这个主题——以及他对微生物纳米机器的庆祝——在某些地方被过度使用。

尽管如此，这本书的知识范围令人印象深刻。作者综合了大量跨学科文献，从地质学和进化生物学到合成生物学和空间科学，语气通俗易懂，但又不会过度简化基本概念。对于不熟悉微生物生态学的读者来说，这将是大开眼界的。对于科学家来说，它提供了一个连接不同领域的统一叙述。

福布斯并没有提供天真的乐观主义。然而，他提醒读者，微生物早在人类到来之前就经受住了地球的动荡，而且在我们离开后很长一段时间内都可能持续存在。问题在于，人类能否在道德和经济上进化到与地球共生（如果仍然自私自利）共生，而不是作为行星寄生虫。时间不多了。

自然641， 845-846 （2025）

doi： https://doi.org/10.1038/d41586-025-01551-9

来源：人工智能学家