表層土與病毒

以下內文為船橋真俊博士刊登在SonyCSL發行的T-pop News No.177的文章。
本文內容為針對新型冠狀病毒發生的本質，提出見解。

表層土與病毒

高潮迭起在病毒之間

二月中旬左右，我出差到非洲南部著手研究計畫。當時，日本新型冠狀病毒的感染者大約未滿四十人左右，歐洲各國也大約幾十人，非洲則是確診數零的狀況。日本大企業由於擔心感染者指數性的增加，而開始進行內部討論如何防止擴散。我抵達非洲當地幾天後，Sony傳來全面禁止海外出差的消息。我同時與SonyCSL保持聯繫，在非洲南部研究計畫進行的同時，觀察病毒擴散狀況。
本來三月初有FAO的會議，而預定去義大利，卻在出發前三天當地突然爆發上千人的感染者，只好臨時更改行程留在非洲南部。那之後，義大利與法國的感染者急速增加，義大利全境的感染者人數也超過了一萬人。
義大利的同事們仍然歡迎我去羅馬，然而我最終決定不經由歐陸，選擇從倫敦轉機前往斯德哥爾摩繼續出差工作。原先是預定三月中旬抵達，在出發前幾天北歐的感染者顯著增加，預定出發當日，瑞典境內感染者甚至有上千人。同時以歐洲的旅人為中心，非洲南部也開始出現感染。為了使用高速網絡我去的高級飯店，在我離開後的隔一天出現了COVID-19陽性的報告，是飯店的住客。
在我過境的南非，開始關閉陸地邊界。承運商和過境國，例如新加坡，也已決定在去過日本的空服員必須停工14天。為了避開從歐洲逃逸的人群，我選擇空位較多的杜拜航線回國。在航程中，我從飛機上的螢幕發現自己正在經過武漢上空。抵達日本後，歐盟國家開始逐步發出封鎖令。現在，為了自我健康管理，我在南風吹拂的湘南海岸旁寫著這篇文章。在這裡，新型冠狀病毒是無法從海上吹來的。

對症療法（治標）與治本策略

我在查詢病毒資訊時，幾乎沒有看到各國政府宣布的任何措施。只有關於潛伏期的資訊。之前我從事獸醫研究時，曾分析過與冠狀病毒[1]相同的逆轉錄病毒的基因組，在增殖實驗時有學到病毒生命週期，因此知道如何預防自己感染。
很難避免COVID-19從亞洲傳播到歐洲和非洲並回到日本。並且理論上來說，出國後盡量延遲回國時間會比較好，因為從空中交通路線的結構來看，非洲南部將是地球上COVID-19抵達的最後一個地方，並且透過更多的時間，病毒將通過其反覆傳播的變異而減弱。因此可期待日本疫情趨緩。最低限度地，可以避免成為在返國路上受到集體感染，以及從非洲帶回任何其他可能的傳染病，這可能減少給日本醫療設施帶來更多壓力。

這樣的計劃，在日本度過成為高風險國家的初始階段，並且感染人數趨於穩定之後，仍然有必要確定回程時間與可能存在大量尚未發病者的途經國家、班機。我計算出這個機會在3月中旬有2-3天的短時間間隔，並調整了我的預定航班。我衷心感謝Sony CSL的工作人員對這方面的細節給予如此細微的關注。

同時，我也大概猜到公家機構為了防止醫療崩壞和保護公民的生命所採取的措施大概全部都是對症療法。政府目前呼籲其公民採取行動的主要措施大致分類如下。

・自我隔離，社交距離，限制活動
・完善的感染避免方法包含：通過洗手，漱口，戴口罩，保持適當的通風，清潔表面和密封垃圾袋等。
・關閉學校和餐廳、電影院等和生存沒有直接關係的店家、停辦活動。
・開發治療藥物和疫苗

我們可以思考這當中有幾個是預防COVID-19爆發的治本法。一樣的問題也適用於聯合國永續發展目標（SDGs）。在這17個主目標和169個子目標中，有幾個是基於事件的整體因果關係而治本?

SDGs (中文): https://www.un.org/sustainabledevelopment/zh/sustainable-development-goals/

除了可以在我們自己的文化領域內解決和改善的問題（例如教育和性別平等）之外，您是否意識到幾乎所有目標，尤其是與自然資源和生態系統服務相關領域的目標都沒有目標設定與指標化？社會生態複雜性高的問題，例如貧困，飢餓和健康，幾乎都只設定了期望的目標值。
這主要反映了在管理自然生態系統的複雜性方面的困難，並且在悠久的歷史中，專業科學在管理綜合環境問題方面的失敗。與基於封閉系統的嚴格科學相反，在SonyCSL，我們的目標至始都是為未來開發一種開放複雜系統的管理方法[2]。這一挑戰的歷史意義極大。

以東印度公司（EIC）為例，該公司以前在英國殖民印度時成立。EIC只是一家公司，卻擁有比英國更強大的財務和軍事權力，甚至擁有自己的司法系統，有權執行死刑。而擁有這些重要權力的公司關鍵職位可以由有錢人購買，無論其出身或專業水準如何。總之，這是一個完全由業餘愛好者經營的組織。
許多歷史書籍已經訴說了這樣的公司在全球範圍內造成了什麼混亂和災難。 東印度公司的失敗，讓西方世界開始渴望獲得更多的“專業知識”，進而要求博士學位為所有學術研究的必備資格。不僅如此，在歐洲和美國主要公司以及政府機構和國際組織中重要的職位，很多是由擁有博士學位的人員管理的。專業人員經過嚴格的專業教育並取得了出色的學術成就，從而創造了一個新的世界秩序。這樣的結果導致世界發生了變化呢？
五角大樓僱傭了美國一流大學的頂尖學生，負責研發武器以增強國防。一個看似美好的策略因此誕生：向其他國家出售稍微過時的武器並利用銷售收益來開發更先進的武器，從而保持了國防和外交力量的競爭優勢。這導致在世界範圍內不知道製造了多少大規模毀滅性武器。

為了理解方便，我只是簡單地介紹了人類社會的這個例子，但是自然生態系統又是另一個更為複雜的開放系統。日本開發的農用化學農藥出口到東南亞並大量使用，眨眼間就出現了對這些化學藥品具有高抵抗力的昆蟲，並被季風貿易風帶回日本。這種不可思議的報復性回饋（wicked problem）在複雜系統中可謂家常便飯。在生物世界的靈活性和韌性面前，只有單一專業知識的系統在管理面上極為落後。
就像一艘遊艇容易在風向變化中傾覆一樣，無論多麼高性能的船，如果沒有任何“讀取風向”的能力，也很難在複雜多變的自然世界中保持航行。

當我看到冠狀病毒向非洲南部移動時，我所做的第一件事就是在一個實行環境再生農業（regenerative agriculture）的地方自我隔離，該農業被具有健康表層土的生態系統所包圍。數以百計的牛，羊，豬，雞等在控制良好的牧場上放牧，以自然的本能挖掘土壤，將他們的身體覆蓋在泥土中，倒在枯萎的草堆上。在接下來的幾年中，這些草原將變得更加豐富和更新，散落在各處的樹木也將變得更具韌性。幾乎不使用任何藥物或營養素的狀況下，整個動物群非常強壯且健康。
關於為什麼它不是對症療法而是與“讀取風向”能力相對應的治本措施，下一章，讓我們從病毒的視角思考問題。

病毒的視角

您好，我是病毒。我還沒有名字。一出生，我就是病毒。病毒似乎是一個無法獨立存在的弱實體。而且，甚至不清楚我是活體還是純粹的物質。但是有一位宿主會照顧我。它似乎被稱為動物，單靠這宿主的幫助，我們的家庭就能繁榮昌盛…我們應該珍惜它。傷害它實在是太離譜了。僅僅借用宿主內部的一個小部分，適度增加數量然後離開，就足夠了。為了避免對我們的宿主造成太多的麻煩，我們冷靜且溫和的通過複製來增加數量。沒有什麼比允許使用我們自己的力量使我們親愛的主人變得更強大更令人高興的了。
（※在進化過程中，已知某些生物物種通過病毒獲得了新的能力。此外，在人類的皮膚與腸道內自然存在的細菌中也有許多共生的病毒，這被認為是支持人類健康的重要因素。）
然而，近期這些宿主的身體狀況很差。時常生病，且病毒的天敵：免疫細胞沒什麼在做用。更重要的是，自然界似乎因為“某種生物”的過度增加，而有些困擾。就在那時，我突然聽到一個聲音。
“既然他很弱，就可以殺了他…。“
我很驚訝，因為殺掉宿主是件瘋狂的事情。難道沒有無論宿主強弱都能共存的辦法嗎？就在此時我又聽到的聲音。
“親愛的病毒，這只是你的一廂情願，自然界裡存在法則。你是自然界的一環。如果弱不禁風的動物增加太多，會發生什麼事？畢竟，動物靠吃植物來生存。植物支持這個世界上的物質循環，並與表面上的生物共存。為了使植物再生，它必須被動物食用並通過消化道。這對於分配和供應推動生態系統增長的氮、磷、鉀和微生物很有必要。特別是在佔世界土地面積約40％的干旱和半乾旱地區，除非有強壯健康的動物在草原上奔跑，否則荒漠化將逐步發展。您無權破壞這個世界的精心平衡。請遵循自然規律。 ”
好吧，我知道了，到現在為止，我們一直在努力使宿主免於煩惱，但是最近的宿主太虛弱了，不知道是什麼困擾著他們。我會嘗試自己做出各種更改，並努力保持更好的平衡。
就在這時，宿主一下子被“某種生物“殺了。似乎是一種叫做人類的生物，飼養眾多的家畜。這些人類開闢森林，建造大量飼養動物的設施，並使用各種藥物對應密集飼養的環境。因此讓宿主飽受痛苦。有沒有辦法離開這裡…？好吧，讓我試著寄宿到人類身上。
不知何故，它奏效了。人體非常舒適，沒有任何阻礙，比原來的宿主弱。好吧，我無法殺死新主人，但我聽到了大自然的聲音，這個叫做人類的人物，無論他們中有多少死亡，似乎都無窮無盡，當他們知道我們可以通過咳嗽和打噴嚏引起感染時，他們便通過保持社交距離來防止傳播。既然這樣，即使我來大鬧一場，這物種也不會滅絕，應該沒有問題。我想品嚐一下擁有世界上一切的感覺。一旦人類用盡了所有選項，我就會對這些新宿主表示敬意，並進行更加溫和的互動。畢竟，是有史以來第一次為我們命名的宿主。
此時，又聽到了來自自然的聲音。
“這樣是對的。人類，動物和植物都是生命。微生物更是它們的祖先。你仍然具有病毒的使命。這是因為自古以來，一直是所有生物背後的驅動力。你可能不知道，但你的祖先曾經為人類基因組貢獻，組合各種基因序列…“

我透過上述對話，試著把自然界病毒的立場翻譯成人類語言，闡述當發生帶有人畜均會感染的傳染性疾病的情境？他們既不是暴君也不是殺手，是地球生物圈的謙卑成員，在生態系統中扮演著堅實的角色。然而，使它失控的潛在因素在哪裡？
許多病毒是從動物的呼吸道和消化道排出的。終點在哪裡？正是在自然界中蔓延的土壤。讓我們進入微觀世界，了解這個病毒因為重力而降落的土壤表面上正在發生的事情。

表層土的組合

表層土，尤其是地表上幾十公分厚的部分充滿了各種機制，使生物花了很長一段時間才從海洋進化到陸地。極強的紫外線輻射落在原始地球的表面上，導致沒有任何一種生物能夠獨自上陸。為了將作為生命搖籃的海洋環境帶到陸地上，植物在覆蓋地表的同時沿著流域生長了5億年，在大氣和水循環的精密連動下，創造了現在的表層土結構。植物利用表層土作為介質，將空氣，水，陽光和無機物合成所有陸地生物的主要營養來源：有機物。然後透過多樣化的食物鏈被動物與菌類消化，產生更複雜的分子化合物，回歸表層土。可以發現各種環境變化的緩衝與調節功能都是基於生物化學的多樣性。
（※特別是在半乾旱地區，僅幾毫米的地面狀況會極大地影響土壤的滲透性，並地影響內部表現出的土壤功能。）

在具有發達表土的複雜環境中，疾病很難傳播，因為表土的物理化學特性，會吸附大多數病原體。城市的風中飄散的灰塵很難輕易沉降，在森林裡，灰塵就會被潮濕多孔的土壤捕捉，保持清新的空氣。土壤中散佈著許多微生物，病毒暴露於它們產生的具有高生理活性的化學物質中，會瞬間被吸收到多個競爭性的共生網絡中。研究表明，如果植物的多樣性超過一定水平，則微生物多樣性將以指數型增加，其天文數量的基因將在整體上互動配合。而且，近來已經清楚地發現，多種病毒在與植物和微生物共存當中可以發揮如樂團的指揮的重要作用。
（*除了這系列的病原體控制功能外，土壤調節服務（regulation service）還包含各種功能，例如有機物的產生和分解，儲水和滲入的調節，雜質過濾以及洪水和侵蝕的控制。）

相信你已經知道。當病毒保持乾爽時，例如在化學或生物活性低的不鏽鋼或塑膠等人造物體（有機物很少，無法供應其他微生物食用的環境）上，或保持在不會擴散無法稀釋的密閉空間中，它們傾向於長期生存，表現出如同晶體的材質外觀。但是，它們暴露於受物理化學作用（例如陽光和水）強烈影響的微觀土壤環境中，以及與其他生物的相互作用時（尤其是由RNA分解酶引起的降解，其中很多酶甚至都位於我們的手部表面），就沒有那麼強韌。病毒本身是一種簡單的構造：核酸被包裹在一些蛋白質和被膜（envelope）中。如果用人類視角來模擬，就像是穿著輕裝在暴風雨與野生動物四竄的山中露營。
（※目前，即使是以人類為宿主，最穩定的病毒，例如引起食物中毒的諾羅病毒，也沒有被發現會在土壤中增殖擴散的案例。然而，土壤中有著無數種病毒，與各種植物、小動物、細菌和真菌共生，支持多樣的土壤功能。只有與植物共同成長的病毒（例如煙草花葉病毒）才能在土壤中保持穩定，然而宿主並不包含人類。）

此外，健康的表層土和微生物多樣性是人類免疫系統正常運行的必要先決條件。保護我們的皮膚和粘膜（這是病毒的傳播途徑）的本土菌群本來就是通過與各種土壤細菌接觸而正常運作。換句話說，免疫系統通常在外界適度乾擾的前提下正常運行。
（*學術上這被定義為暗礁模型Hidden Reef model，該模型顯示出環境條件相對於與健康狀況相關的基因具有全面的優位性[3]。）

另一方面，服用在無菌環境中（不存在自然界中存在的各種抗原）製造的藥物，已顯著減少了皮膚和腸道中細菌的多樣性，這表明免疫系統會自毀，併發各種發炎和過敏性疾病。

擠在沒有照明的房間裡，牲畜的免疫力會因壓力而降低，因此經常使用抗生素來預防細菌感染。猶如喝下感冒藥，以便將自己的推上擁擠的通勤火車。在微觀世界中，這些相互矛盾的環境被藥物抑制，在這種環境中，大量病毒和細菌都對宿主表現出致病性，而沒有建立起應作為單一生物體共同起作用的原始功能共生系統，抑制了清除生態系統中不健康個體的自然機制。在這種情況下要做的事情不是責怪壞人，相反的，是要將整個環境轉移到一個不會出現壞人的環境中。

因此，避免與感染者和其他潛在宿主接觸，然後安排一個土壤環境，其中生長各種微生物，作為內部護城河，使我們自身免疫力的正常化，而外部護城河則具有吸收和調節各種病原體（包括病毒）的功能－這是我們力所能及的，是我們擁有的最生態且有效的傳染病控制措施。此類生活方式改變措施的實施，包含本地生產、本地消費和對環境有益的食品生產，以及由多種可再生能源支持並通過資訊科技聯繫的農村分散居住類型[4]。

維持健康的表土，引入動植物的循環達到相乘效果，傳染病和寄生蟲的存在使他們以最小的勞力就能將其保持在高水準。除了使這些週期和平衡回到人類工業活動的基礎之外，沒有其他治本的解決方案。

海水與黏膜，如果我搭上了鑽石公主號

即使知道健全表土的影重要性，我們也無法在城市生活中輕易找到它。在遊輪上更是如此。即使在這種情況下，我也希望您能記住生物上陸的演化過程。土壤細菌最初是海洋細菌。作為動物的人與海洋之間的關係似乎遙不可及。相反的，雙足直立行走訴說著人類進化過程中，一直依賴海洋環境。

-一種特殊的脂肪成分，新生兒可以在水中漂浮。
-除兇猛的食肉動物外，難以在森林和草原獲得對蛋白質的高營養需求。
-文明發展之前，缺乏角、爪和尖牙等戰鬥型器官，在森林和草原上很難生存。
-在重力下，負荷強度高的雙足行走與掌握路上動作平衡的尾椎器官的退化。
-相較於重力方向，與水流方向一致的毛髮。
-獨特的肩部手臂運動結構，可以抓住物體，並以投擲方式將其拋到水面上。
-通常用來熟練地爬樹的腳趾呈現笨拙的退化狀態，腳趾甲不像蹄子那麼發達，可以在草原上長途跋涉以逃避食肉動物的掠食。
-跑步行速度為最低類別，與豬相近，爬陡峭的岩石卻勝過許多動物。

所有特徵都表明，在智人出現期間，海邊懸崖保護的潮汐池是生命進化重要的搖籃。
從進化的早期開始，生物的體表粘膜在海水刺激的前提下進化了。即使是已深入內陸的動物，智人的出生過程中，眼睛、喉嚨和消化系統在數十至數百萬年中都已經重新適應了海邊環境，不會忘記海水的好處。這種理論過去是由與巴斯德（Pasteur）同時代的里內·坎頓（Rene Canton）提出的，甚至現在在法國藥房中，Plasma Quinton（為一種等滲溶液，擁有與海水類似的成分）作為免疫刺激劑在市場上販售。在巴斯德發明至今仍在使用的熱滅菌和疫苗技術的同一時代，坎頓研究如何提高整體健康水準，不是局部對症療法，而是通過使用海水–生命的產生之處，來調整人體的內部環境。
實際上，與我一起研究協生農法（Synecoculture）的學生們，在農場作業完後會根據個人意願去海水浴。即使皮膚被昆蟲叮咬或被草咬傷，皮膚也會被土壤細菌覆蓋，表皮也可以通過浸入海水中得到修復，免疫系統也趨於正常。一年後，甚至花粉症等過敏反應，也有明顯的改善。我的祖母還說過，在戰後糧食短缺期間，她用新鮮的海水代替味噌做肉湯。她是兄弟姐妹中體質最脆弱的人，卻一直健康的活到90幾歲，甚至在80歲後她依舊會去游泳池，並記錄了游泳的距離。幾年後，這些距離已經足以環繞日本。
如果我搭上了鑽石公主號，我會先洗個海水浴，或者汲取海水稍微過濾後，每天三次滴在眼睛等粘膜上。也可以在睡前用海水潤濕喉嚨，並用它漱口和洗手。
針對變異速度極快的RNA病毒，治療用藥和疫苗的開發只是暫時的，每年都會發生突變並大流行的流感說明了這些對症療法與病毒之間的關聯。實驗室環境本身會造成不健康的封閉系統，類似於大規模高密度畜產，例如透過將自然界裡不會相遇的動物之間，進行病原體移植實驗，產生例如猴子艾滋病的新種病毒。近代史上最嚴重的大流行性感冒：西班牙流感的起因，據說是由於前線不衛生且高密度的壕溝生活造成的，由於大量出現戰死者，原先可以在其體內被弱化的病毒卻反而變得更凶暴。對於忽略歷史背景而只關注當前正在發生的問題並促進對症療法的文明而言，不可避免和加劇的病毒引起的不穩定性正是生態系本身的設計（作為典型的wicked problem）。不限於病毒規模，諸如沙漠蝗蟲之類的事物由於其棲息地生物多樣性的減少和人口密度的增加而成為加速群居，並成為蝗災，在那裡，畜群動態的快速變化機制吞噬了大量的農業用地，在數學上與全球疾病暴發有關。

為了克服暫時的偏見和混亂，使病毒與其他生物形成廣泛的共生系統，並在支持各種生態系統服務的過程中發揮健康的積極作用，有必要弄清病毒在基於生態系統和基於環境的開放系統（如土壤和海洋）中的不同作用，自然向我們展示了它們如何發揮作用。這是自然狀態生命科學（in nature life science[3]）的重要課題之一。珍貴的表層土和海水提供了免費的解決方案，其中包括進化規模上的根本因果關係。將這些連接起來的，是將雨水，地下水，河流和海洋相連的水循環[5]。然而，破壞這當中最關鍵的角色：表層土，的主因是單一種植農業和無計劃放牧，導致的荒漠化。

超多樣性的價值

迄今為止的幾十年來，人們一直強烈呼籲生物多樣性的重要性。不幸的是，大部分的人們汲汲營營於生活而沒有時間認真思考。即使那些較富有的人對於問題本質也興趣缺缺。“生物多樣性“的推展，被連結到慈善企業和對過去景象的懷舊。由於人類的經濟和複雜性，生物多樣性作為重大歷史性議題，無法立刻被解決，因而無限期推遲。

COVID-19只不過是一個恰好揭示了推遲議題的後果。收到這樣的警訊後，人類是否能真摯且深刻地去接受並改變，是衡量人類智慧深度的試金石。即使關閉了許多商店，關閉了邊界，無法見上親人最後一面，我們仍然必須要意識到一件事的重要性。那就是生物多樣性，它是所有生命的來源。物種無法僅靠單一物理性增殖而存活，這是宇宙的基本條件，是賦予所有大小生物的任務。為什麼會需要這麼多不同的生命形式？為什麼不存在無用的生命？這些人腦無法認知，大數據也無法全面網羅的無限增殖特性，我們稱之為超多樣性（Megadiversity）。

直到現在，多樣性才多少被人類作為遙遠未來的目標，但現在每個人都親身感受到了它的影響。我們正在迅速失去的東西，不安全感、痛苦、金錢、衛生紙、微笑甚至希望。長期以來，正是這種超多樣性不求回報的支持著所有人類。全球性流行疾病同時在世界不同地區創造了新的機會：我們暫時退出了資本主義競爭，基於人們的團結，我們正在彼此分享更多的時間、文化和創造力。我們正在重新考慮真正的糧食自給率，並為農村農業提供更多支持。我們正在保護社會中的弱勢群體，並呼籲全球停戰。

至於COVID-19為什麼出現，使文明發展與自然規則再度交織，這當中是否隱藏著永續的關鍵鑰匙？

參考文獻

[1]（ソニーCSL30周年記念書籍）『好奇心が未来をつくる　ソニーＣＳＬ研究員が妄想する人類のこれから』ソニーコンピュータサイエンス研究所　編著 祥伝社 (2019)
[2] Tokoro M. “Open Systems Science: A Challenge to Open Systems Problems” First Complex Systems Digital Campus World E-Conference 2015, Springer Proceedings in Complexity (2017) pp. 213-221
[3] Funabashi M. “Human augmentation of ecosystems: objectives for food production and science by 2045” npj Science of Food volume 2, Article number: 16 (2018)
[4] 舩橋真俊『メタ・メタボリズム 宣言』 南條史生 アカデミーヒルズ 編 森美術館 企画協力 『人は明日どう生きるのか――未来像の更新』NTT出版 発行 (2020) pp. 50-72
[5] Funabashi M. “Water and Ecosystem Cycles Mediated by Plant Genetic Resources for Food and Agriculture” Genetic Diversity in Plant Species – Characterization and Conservation, Mohamed A. El-Esawi, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.79781. (2018)
＊此篇文章中的某些論述是基於與Mr.Allan Savory的討論
中文翻譯:林凱元