梅契尼科夫逝世100周年纪念邮票。
1900年前后，贝杰林克就已经推断，比起植物或动物，细菌和霉菌更适合拿来研究遗传法则。他在列文虎克的故乡台夫特创立了微生物学的荷兰学派，并且以生物化学法研究微生物的生命历程、酵素作用和遗传法则。1936年，加州的科学家以红霉菌
（Neuro-spora）
进行交叉试验，绘制出第一份人类染色体图谱。几年后，感染细菌的病毒，也就是所谓的噬菌体，成就了分子遗传学，而划时代的高点当然是沃森、克里克和罗莎琳德·富兰克林在1953年解开了 DNA 结构之谜。在这之后，为了进一步了解基因的组成以及如何调节基因，细菌及其遗传物质成为莫诺、贾克伯和其他许多基因学家持续研究的对象。
《自然》杂志刊登了由沃森与克里克合著得论文，解开了 DNA 结构之谜。
随着时序演进，微生物逐渐退出了研究主流。天花在1979年被正式宣告彻底绝迹，而早在成功消灭天花的10年前，时任美国公共卫生局局长、同时也是美国当时地位最崇高的医生斯图尔德便公开宣告，人们再也不用为传染病感到苦恼了。从贝杰林克的年代开始，在将近100年的时间里，人们将微生物视为万恶病源，同时也是最佳的实验对象， 然而到了现在，单是如此已经无法满足时代的需求了。真核生物，也就是细胞具有细胞核的生物，取代了微生物跃上新时代的研究舞台，单细胞已然成为过去式，此刻当道的是多细胞，尤其是人类细胞。就连因研究微生物而声名大噪的著名学者，像是 DNA 专家沃森，都转而投入多细胞的相关研究，以期成功对抗诸如癌症等疾病。几乎每个20世纪90年代的德国微生物学和基因学教授都一再强调，细菌研究已逐渐式微，致力于培养“更高阶”的细菌才是现时趋势。人类基因体的完整序列则在千年之交被成功破解，主要功臣当属文特尔。
第二基因体
然而，已解码的基因至今进展有限，只有寥寥可数的几种具体治疗方法。
尽管多少受到真核生物和多细胞研究热潮的影响，仍有一些微生物学家持续研究细菌，并发展出新的研究方法，也因此带来新的契机。美国微生物学家乌斯在1980年前后和同事一起为原核生物的研究开创了革命性的全新局面，他们发现细胞的某种运作功能含有可用来解释微生物亲缘关系的遗传物质，也就是被称作16S 核醣体RNA
（16S-rRNA）
的遗传物质。这种物质不但在蛋白质合成的过程中扮演着催化剂的角色，比起通过显微镜观察，也为科学家提供了更精确的分类标准。另外，穆利斯在20世纪80年代发明了聚合酶连锁反应
（Polymerase-Kettenreaktion）
的技术，使得遗传物质可以被大量复制，不但减少许多研究工作上的不便，而且让专家学者 终于突破先前的困境，首次取得样本数量大样本进一步研究那些无法在培养皿中培育的细菌，也就是细菌的遗传物质 ；换句话说，此前的微生物学家所能研究的对象仅限于能够在培养皿中生长繁殖的细菌，那些需要其他环境条件下才有办法行分裂或繁衍的细菌则几乎没有人知道它们的存在。然而绝大多数的口腔、胃部和肠道细菌均属于后者，后来也证实，这当中有许多细菌必须依靠其他细菌维生，无法独立生存。
类似这样的“培养与分离技术”后来还有原位杂交法
（In-situ- Hybridisierung）
、尾端限制片段长度多型性分析法
（T-RFLP）
或焦磷酸定序法
（Pyrosequencing）
等不同研究方法，为微生物学和真核细胞研究开辟了全新的道路。
经过多年苦心研究，乌斯利用这些新式研究方法得出以下结论 ：基本上，直到当时仍被视为细菌的领域其实是由细菌和古菌两大族群所组成的，因为它们两者间16S 核醣体 RNA 的差异甚至比细菌和真核生物之间还要大。这名一丝不苟的研究者在2012年以84岁高龄辞世，他彻底革新了生物分类系统，却无缘获得诺贝尔奖， 但穆利斯办到了，这实在是科学史上的一大讽刺。穆利斯之所以能发现让遗传物质扩增的方法很可能是毒品带给他的灵感，而且将这套理论实际运用到研究领域的其实另有他人，除此之外，穆利斯在科学史上就再也没有特别值得一书之处了。
“PCR之父“凯利·穆利斯
不过就实际应用的效果而言，这些崭新的研究方法却只带来了不尽如人意的结果，像是那些转为医疗之用的人类基因体研究结果，这使得人们又将研究重心移回细菌身上。1995年，凡特以流感嗜血杆菌
（Haemophilus influenzae）
的基因序列展开他身为基因学家的研究生涯，这同时也是史上第一组完整的基因体序列。凡特后来将全部心力都投注于钻研细菌、细菌基因以及这些基因的功能上，因为他认为人之所以为人的关键因素并不在于人类基因，而是深藏在细菌无穷尽的基因组里，这些细菌可能散布在土壤、水或是空气中，从对抗疾病到面对粮食和能源、甚至是垃圾问题，都和细菌脱不了关系。
事实上，当代对微生物的研究只能算是一个开端，因为直至近期我们才逐渐意识到它们是统领万物的生物，也因此，在土壤、空气和水以外，微生物另一个生存空间也日益受到学界瞩目 ：人类自己——皮肤、身体的孔洞，尤其是消化道，也就是人类的第二基因体。
列文虎克第一次通过他的超级镜片看见“微生物”——当然也包含了细菌——将近350年后，我们才终于了解这些“微生物”真正的意义就在于，它们和人类以及周遭环境错综复杂的关系。
微生物可以促进人体健康，也能带来疾病，这种利害兼具的二元论不但是微生物本身就与生俱来的，也是人类对它们的认知，因此也是相关研究的核心主轴。这就如同分处天秤两端的善与恶，有时单个细菌本身就兼具这两种特质。
本文经三联书店三联书情授权转载，节选自生活·读书·新知三联书店即将刊行的《细菌：我们的生命共同体》，标题和内文较原文有删改。
作者丨[德]汉诺·弗里贝
摘编丨李永博
编辑丨安也
校对丨李立军
