發(fā)現(xiàn)酵母細胞關(guān)鍵步驟

    從單細胞到多細胞是生物從低級向發(fā)展的一個重要過程，代表了生物進化*一個極為重要的階段。有關(guān)多細胞生命的進化一直以來，都是進化生物學家爭論的焦點之一，細胞聚集在一起，為群體的利益合作，這與達爾文的自然選擇學說并不統(tǒng)一。然而多細胞特性已經(jīng)在自然界里經(jīng)歷了二十多次的進化，從而演變成為了目前我們熟悉的世界。

    為了能更好的了解這一從單細胞向多細胞演化的過程，研究人員進行了深入分析，他們首先釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）生活在一種特殊環(huán)境中——在這種環(huán)境中，多細胞被認為是一種適應(yīng)性的性狀，這是建立在一個事實的基礎(chǔ)上，即酵母細胞集群比單個細胞在液體中的定居速度更快。

    在60天的快速定居選擇中，全部實驗酵母種群都以多個附著細胞的雪花樣集群為主，這是由在細胞分裂之后仍然相互粘著的細胞形成的。這種集群顯示出了幾種多細胞性狀，包括通過產(chǎn)生雪花樣子代集群的多細胞“生殖芽”進行繁殖以及一個幼年階段的出現(xiàn)。

    當定居選擇的強度發(fā)生變化的時候，雪花酵母通過在多細胞層次而非單細胞層次上對變化進行了適應(yīng)，這表明整個細胞集群作為一個整體進行進化。研究人員還發(fā)現(xiàn)集群內(nèi)部的勞動分工的進化：大多數(shù)細胞仍然活著并能進行繁殖，但是少部分細胞進行了程序細胞死亡，或者說細胞凋亡。凋亡的細胞起到了多細胞集群中的斷裂點的作用，讓雪花酵母調(diào)控它們產(chǎn)生的后代的數(shù)量和尺寸。這些發(fā)現(xiàn)提示多細胞復(fù)雜性的關(guān)鍵特性可以在一種單細胞真核細胞中容易地進化出來。

    Whitehead生物醫(yī)學研究所的進化生物學家Mansi Srivastava對這項研究表示贊賞，他說，“這項研究證明了多細胞化能如此快速的進行，令人激動”，“從那些化石記錄中，我們了解到無論何時進化成多細胞的這個過程都是一個漫長的時期，而這項研究表明這個過程其實很快。”