Cell驚人發(fā)現(xiàn)：合二為一的基因組
日期：2014-09-01 09:00:47
人們知道，蟬與自己細胞里的兩種重要細菌共生。這種昆蟲只食用植物的汁液，它需要這些細菌生產生存所需的營養(yǎng)。同時，這兩種細菌（Hodgkinia和Sulcia）也能舒舒服服地生活在蟬的體內。在這個共生圈子里，每個成員的生存都彼此依賴。
然而，Montana大學的微生物學家John McCutcheon帶領團隊發(fā)現(xiàn)，有些蟬實際上擁有三種共生體，這第三個共生體是來自于一個物種形成事件——同域物種形成。相關文章發(fā)表在八月二十八日的Cell雜志上。
多年以來，人們普遍接受的物種形成理論是異域物種形成，認為物種形成是因為地理屏障（例如山脈）將種群成員分隔開，使它們開始獨立進化。而同域物種形成是目前最有爭議的物種形成理論，該理論認為，在同一區(qū)域的種群中也能進化出生殖隔離的新物種。
研究顯示，細菌Hodgkinia分成了兩個代謝相互依賴的新種。“這完全出乎我的意料，”McCutcheon說。“我開始還以為是學生搞錯了。”
研究人員通過比較基因組學分析和顯微觀察發(fā)現(xiàn)，盡管兩個新基因組分到了不同的類型的細胞中，但一個基因組的基因缺失能夠得到幾乎完美的互補。
“從基因組上看這兩個物種親緣很近，”McCutcheon說。“而且兩個Hodgkinia的功能基因能夠很好的互補，在功能上合二為一。”
在兩種Hodgkinia、Sulcia和蟬形成的共生體系中，每一個成員都彼此需要，只有相互協(xié)作才能生存。
McCutcheon指出，Hodgkinia這次進化應該是一個偶然事件。不過，該事件能為人們回答一個長期懸而未決的問題，生物是如何進化得越來越復雜的。Hodgkinia的演化可以反映一些細胞器的形成過程，比如線粒體就是源自于細胞內的共生菌。
解密細胞器的發(fā)展史，是理解生命發(fā)展過程的基礎。細胞器的出現(xiàn)太過久遠，我們無法追溯到某個具體的進化事件。McCutcheon等人希望通過研究Hodgkinia的進化，探尋那一段被遺失的過去。
