一项新实验将酵母菌群进化成包含40万以上细胞的团簇，与较小的细胞团簇相比是一次重大跨越。当这些酵母菌团簇受到挤压后，它们会分化成成群的分支细胞，如图所示。图源：OZAN BOZDAG
一项耗时多年的实验让酵母菌团簇变得更大、更坚固，为科学家理解地球上早期复杂生命形成过程提供了线索。
撰文：MICHAEL GRESHKO
走到户外，无论你到哪里，都会有一大群多细胞生物迎面而来，从蘑菇到树木，从鱼类到海藻，不一而足。但是，对于地球上35亿多年前的许多生命而言，我们如今在植物、动物、藻类、真菌中所看到的复杂性却并不存在。
生命，究竟是如何从单细胞演化成为如今查尔斯·达尔文所说的“无穷形式的极美”的呢？细胞最初是如何聚到一起，学会协作，产生出包含几百万、几十亿甚至几万亿个细胞的器官的呢？
科学家至今仍不清楚这一转化是如何发生的，但多亏了酵母菌这种平凡的菌类，他们可能距离揭开谜底更近了一步。美国佐治亚理工学院的研究人员在一项新实验中观察到酵母菌群的演化过程，每群酵母菌都变成了含几十万个细胞的团簇（同类中最大的），这使得科学家得以对复杂多细胞结构的可能起源开展研究。
这项新研究成果已投稿至《自然》期刊，并已在线公布预印版。该研究产生了几毫米宽的酵母细胞团块，每个团块含有大约45万个细胞，团块尺寸是同类中最大的。在该过程中，酵母也从比明胶软一百倍变成了像木头一样硬，而这是酵母进化出巨大、纠缠的细胞网络所导致的。该论文的合著者、佐治亚理工学院的进化生物学者Will Ratcliff称：“一切都是惊喜。这是我们迄今写出的最酷的论文。”
实验所用的原始酵母菌团簇（左图）很小，足以悬浮在液体中。但经过600天的演化后，研究人员观察到了大得多的团簇构造（右图）。图源：OZAN BOZDAG AND WILLIAM C. RATCLIFF
酵母菌的巨大转化凸显了自然选择塑造生命的力量。由于这项实验预计将持续数年，未来研究这些酵母群后代的科学家可能会发现形成更复杂生物类型的关键因素。
一个细胞，两个细胞，喂养细胞，培养细胞.
纵观整个进化史，由几百个细胞组成的球状或片状的简单多细胞生物出现得相当频繁，比如绿藻类的团藻（Volvox）能形成像球一样的中空的种群。但复杂的多细胞生物在生命之树上却只出现过6次：植物、动物，两组真菌和两组藻类。
佐治亚理工学院培养的酵母并不具备这种水平的复杂度，因为每团酵母只包含一种酵母细胞，而非构成复杂生命体的多种类型的组织。但是，这个实验室模型可以代表早期的多细胞生物，它们只是想弄清如何将许多细胞聚集在一起而不散开，这有助于揭示这些进化飞跃背后的基本规则。
