单细胞到多细胞的转变的最初关键步骤的进化速度可能比此前认为的更快
来自美国明尼苏达大学等处的研究人员发表了题为“Experimental evolution of multicellularity”的文章，通过单细胞酿酒酵母的实验研究，发现酵母细胞集群比单个细胞在液体中的定居速度更快，这说明从单细胞到多细胞的转变的最初关键步骤的进化速度可能比此前认为得更快。相关成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。
文章的通讯作者是明尼苏达大学进化生物学家Michael Travisano，他带领其博士后Will Ratcliff，以及其他同事共同完成了这项研究，Ratcliff博士表示，“我们进行了显微观察，发现这些细胞能形成集群，这一集群具有多细胞生命的特性。”
从单细胞到多细胞是生物从低级向高级发展的一个重要过程，代表了生物进化史上一个极为重要的阶段。有关多细胞生命的进化一直以来，都是进化生物学家争论的焦点之一，细胞聚集在一起，为群体的利益合作，这与达尔文的自然选择学说并不统一。然而多细胞特性已经在自然界里经历了二十多次的进化，从而演变成为了目前我们熟悉的世界。
为了能更好的了解这一从单细胞向多细胞演化的过程，研究人员进行了深入分析，他们首先酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）生活在一种特殊环境中——在这种环境中，多细胞被认为是一种适应性的性状，这是建立在一个事实的基础上，即酵母细胞集群比单个细胞在液体中的定居速度更快。
在60天的快速定居选择中，全部实验酵母种群都以多个附着细胞的雪花样集群为主，这是由在细胞分裂之后仍然相互粘着的细胞形成的。这种集群显示出了几种多细胞性状，包括通过产生雪花样子代集群的多细胞“生殖芽”进行繁殖以及一个幼年阶段的出现。
当定居选择的强度发生变化的时候，雪花酵母通过在多细胞层次而非单细胞层次上对变化进行了适应，这表明整个细胞集群作为一个整体进行进化。研究人员还发现集群内部的劳动分工的进化：大多数细胞仍然活着并能进行繁殖，但是少部分细胞进行了程序细胞死亡，或者说细胞凋亡。凋亡的细胞起到了多细胞集群中的断裂点的作用，让雪花酵母调控它们产生的后代的数量和尺寸。这些发现提示多细胞复杂性的关键特性可以在一种单细胞真核细胞中容易地进化出来。
Whitehead生物医学研究所的进化生物学家Mansi Srivastava对这项研究表示赞赏，他说，“这项研究证明了多细胞化能如此快速的进行，令人激动”，“从那些化石记录中，我们了解到无论何时进化成多细胞的这个过程都是一个漫长的时期，而这项研究表明这个过程其实很快。”
生物通 万纹
