单一基因或驱动单细胞到多细胞跳跃

　　从单细胞生命到多细胞生物的跳跃要比人们曾经认为的简单。而且，看上去发生这种跳跃的途径不止一个。

酵母菌能演化形成像雪花一样的多细胞生物体。图片来源：Courtesy of Jennifer Pentz

　　单一基因的突变足以将单细胞的啤酒酵母变成多细胞生物体演化的“雪花”。同样，当面对吞食单细胞的捕食者时，单细胞藻类能很快演化成球形多细胞生物体。这些发现支持了一个正在兴起的观点：这种复杂度上的跳跃并不是科学家此前认为的巨大进化障碍。

　　在生命首次出现后的某一时刻，一些细胞聚在一起形成首个多细胞生物体。这可能发生在21亿年以前，其他的也随之而来。多细胞生物被认为独立进化了至少20次，最终形成了复杂生命，比如人类。不过，在过去两亿年间，没有任何一种已知生物体经历了这种转变，因此这个过程如何以及为何发生很难研究。

　　2011年，美国明尼苏达大学进化生物学家William Ratcliff和Michael Travisano通过将最快沉淀的酵母菌从培养菌中取出并利用其建立新的培养菌，诱导单细胞酵母菌呈现多细胞的“雪花”形状。随后，他们不断重复这一过程。由于酵母菌群比单个细胞沉淀得快，因此这有效地筛选出了黏在一起而非在细胞分裂后分开的酵母菌。

　　Ratcliff在日前于芝加哥举行的天体生物科学大会上介绍说，团队的最新研究显示，这种从单细胞到多细胞存在的转变能被名为ACE2的单一基因驱动。ACE2控制了细胞分裂后子细胞的分离。

　　由于这些“雪花”以一种分枝的树状模式生长，因此任何随后发生的突变都被局限在单个分枝上。当初始的“雪花”变得太大进而破碎后，这些突变分枝能自谋生路，从而使新突变的价值在进化“竞技场”上不断接受测试。