在生命中,很少有生物比胶状的、栖息在池塘中的草履虫更低等了。它由一个细胞、两个开口和数千个从其表面突出的毛发状足组成,就像胡茬一样。然而,这种看似原始的生物却能展现出一些令人惊讶的复杂行为。它可以在一秒钟内游动相当于其体长10倍的距离,可以在有伴侣或没有伴侣的帮助下繁殖,并且能够狡猾地捕食,所有这些都让它能在世界各地的淡水中茁壮成长。
2006年,当科学家们对其基因组进行测序时,关于草履虫简单的神话被打破了。他们发现了近40,000个基因——大约是人类细胞的两倍。他们还发现了表观遗传学的证据,这是一种环境因素可以在不改变基因本身的情况下影响基因表达的过程。例如,在小鼠中,研究人员发现母鼠的饮食会使其后代在生命晚期更容易患病。普渡大学生物化学家James Forney说:“草履虫拥有与其他生物相同的分子工具,然而它们的细胞过程是如此不寻常和古怪,以至于你不得不退后一步,重新审视什么是正常的。”

图片由尼康小世界/鹿特丹都会博物馆提供 | NULL
中枢指挥科学家们认为,在过去的1000万年里,草履虫突然将它们的基因组复制了两份,基因数量翻倍。基因信息的增加可能通过允许更多有益的突变(驱动进化)为草履虫带来了生存优势。
性交的献祭草履虫进行无性繁殖,分裂成两个相同的子细胞。然而,它们仍然需要性来维持生存。无性分裂会逐渐损伤DNA,因此草履虫会定期对接,交换含有DNA的小囊,并在六小时内通过新的遗传物质得到修复。
划桨手数千根微小的毛发,或称为纤毛,排列在草履虫的外缘,像船桨一样推动它在水中前进。外部电刺激可以迫使这些“船桨”改变方向。去年,斯坦福大学的生物工程师利用这一特性开发了一个街机风格的游戏,名为PAC-mecium,该游戏利用电脉冲引导活体草履虫穿过迷宫并收集点数。
帮助之手有些草履虫与其他生物发展出互利共生的关系。Paramecium bursaria 在显微镜下呈现绿色,因为每个细胞都寄生着数百个绿藻,绿藻为草履虫提供糖和氧气,以换取氮和磷。奥地利生态学家最近发现,这些藻类还能防止有害的紫外线辐射。














