春天的第一个温暖午后，许多人会外出活动。在三月或四月堆木头、清理树枝、种植幼苗，或是做其他户外工作几分钟后，我们的指甲缝里很容易沾上泥土。
难以察觉的是，土壤中活跃着数十亿的微生物，如细菌和真菌。这些微生物并非入侵者；它们对土壤和植物的健康至关重要。
我们体内也在发生类似的情况。
大多数人认为我们的身体是一个单一的有机体——只有我们自己。但故事更为复杂。
数万亿的细菌、真菌和其他微生物生活在我们的皮肤上、口腔中和肠道内。它们共同构成了科学家所说的"人体微生物组"。
这些微生物在我们出生期间和之后立即进入我们的身体，并随着日复一日、月复一月、年复一年而变化。一顿饭、一次森林漫步、一个疗程的抗生素，甚至季节变化，都可能改变存在的微生物种类。
乍一看，这个微观世界可能显得混乱：数万亿的微生物不断生长、竞争和相互替代。但在科学中，"混沌"并不意味着无序。它描述的是始终在变化和竞争但受潜在规则支配的系统。
这类系统中，数百万次微小的互动产生令人惊讶的秩序，这正是本专栏今年希望探索的谜题之一。
过去三年，这个专栏由Jamie Zvirzdin负责。她追寻各种谜题，并经常以幽默的方式提醒我们，大自然并不总是按预期行事。我们很感激能继承这个将科学作为理解工具的专栏。随着专栏以新声音继续前进，我们的使命保持不变：提出好问题，遵循证据，并分享关于科学能告诉我们什么和不能告诉我们什么的想法。
我们三人兴趣重叠，将共同推进这个专栏。我和Tammy主要在生物、神经和化学科学领域工作，而Trisha的背景是物理学和天文学。我们希望共同探索秩序与不确定性如何共存。
微生物组似乎是开始的合适地点。
人体微生物组帮助我们消化食物、训练我们的免疫系统、产生必需的维生素，在简而言之，对人体健康起着重要作用。我们不仅仅是这些微生物的宿主。我们与它们共生，科学家称之为"共生关系"。
细菌为营养而竞争。有些释放减缓邻居生长的化学物质，而另一些则产生滋养它们的化合物。当我们食用富含纤维的食物时，一些有益的微生物会茁壮成长，分解我们自身酶无法消化的植物材料。它们共同释放滋养我们肠道内壁的分子，同时维持有利于微生物自身的条件。（继续多吃水果和蔬菜。）
没有单一生物体控制整个系统。相反，秩序是从微生物之间数百万次竞争与合作的微小互动中产生的。
在现代医学的大部分历史中，微生物被视为敌人。这种观点并非完全错误。某些细菌和病毒可能导致严重疾病。但完整的故事更为复杂。我们的身体不仅容忍许多微生物，而且其中一些对维持我们的生命和健康至关重要。
研究人员估计，我们每个人由超过30万亿个人类细胞组成。而我们的皮肤和肠道中至少生活着同样数量的微生物细胞。我们是一个由超过60万亿个细胞组成的复杂社区，微生物细胞数量与人类细胞数量相当。
但与任何生态系统一样，微生物组也可能被打乱。抗生素在感染发生时可以挽救生命，但它们无法区分有益微生物和有害微生物。饮食、疾病、压力和药物等其他因素也会改变平衡。如果我们的饮食和环境支持微生物多样性，系统通常可以自我重建。
生态学家有一个词来形容这种现象："韧性"。有韧性的系统会重组而不是崩溃。我们体内的微生物不断这样做。新研究表明，这个过程比科学家曾经认为的更加动态。对数千个微生物组样本的研究发现，一些细菌菌株可以持续数年，一些在家庭内部共享，而另一些在特定地理区域更为常见。
一些微生物是长期居民，而另一些则随着我们的饮食和日常互动变化而进出。
我们体内的微生物每天都在安静高效地做着这件事。我们的微生物组既稳定又动态。
这类系统可能看起来混乱，但正如Jamie在她最后的专栏中提醒我们的，混沌系统即使看起来不可预测，也遵循规则。起始条件的微小差异可能产生出人意料的不同结果。
我们的微生物组行为方式大致相同。我们吃什么、去哪里以及服用什么药物等小选择都会影响哪些微生物得以繁衍。
花园中的一把泥土包含无数的微生物，它们交换和竞争营养、水分和空间。它们的活动共同帮助植物生长、回收养分并维持花园。
生活在我们体内的微生物也在做同样的事情。
Roberta McLain是一位科学作家和教育家，专注于神经科学、进化和生命科学。
【全文结束】
