兽医发现人类与细菌之间的进化联系
我们这些高级生命形式一直将自己与我们单细胞的微观朋友区分开来。毕竟，我们有大脑，有更有趣的性生活。我们还有细胞器，这些是复杂细胞内部的基本工作单元的微小结构。细胞器有自己的膜，并执行诸如产生能量或吞噬外来入侵者等功能。如此“奢侈”的特性通常不会出现在单个细胞中。
或者我们曾经是这样认为的。今年，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校兽医病理生物学教授 Roberto Docampo 发现，引起植物冠瘿病的农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）确实含有细胞器。他的发现模糊了真核生物（细胞中有细胞核的生物）和原核生物（没有细胞核的单细胞生命形式）之间的界限。它还阐明了真核生物和原核生物的进化方式。
Docampo 并不是第一个注意到原核生物细胞质中有神秘黑点的，但他却是少数几个研究它们的人之一。当他用电子显微镜聚焦观察这些黑点时，他发现它们实际上是带有膜的囊状隔室。然后他发现它们含有焦磷酸酶，这是一种可以将蛋白质进出结构进行转运以维持其酸度的酶。经进一步检查，发现这些黑点是一种细胞器——称为酸性钙泡（acidocalcisome）——这种细胞器也存在于某些单细胞真核生物中。
尽管酸性钙泡的确切功能尚不清楚，但 Docampo 表示，它们的发现表明，在我们和当今细菌的进化祖先分化之前，细胞中可能就已经存在细胞器。“它们实际上是同一种细胞器，可能起源于细菌并在进化过程中得以保留，”他说。“细菌比我们想象的更像真核生物。”
——迈克尔·艾布拉姆斯
科学家扮演上帝，创造新生命
尽管自然界创造了 100 多种氨基酸，但这个星球上几乎所有生物都使用相同的 20 种来构建蛋白质。为了找出原因，加州斯克里普斯研究所的化学家 Peter Schultz 几年前开始对大肠杆菌（Escherichia coli）进行基因改造。2001 年，他宣布他在实验室里建造了一种全新的生物，该生物使用 21 种氨基酸。但是，必须强行将额外的氨基酸注入细菌。因此，Schultz 继续推进，进一步改造大肠杆菌。今年，他宣布了一种新的大肠杆菌，它可以自己制造第 21 种氨基酸，使其成为世界上第一个真正意义上的合成、人造生命形式——一种可以很好地独立生存的自主细菌，即使被扔进垃圾堆。
为了找出额外的氨基酸是否能赋予细菌进化优势，Schultz 和他的团队正在为改造后的大肠杆菌以及常规的 20 种氨基酸对照组的遗传密码添加随机突变。“如果您不意外地发现‘越多越好’，那将是令人惊讶的，”Schultz 说。“如果你在做晚饭，可以使用更多的食材，可能会做出更有趣的东西，对吧？” 在等待结果的同时，Schultz 已经构建了五种不同的 21 氨基酸酵母菌株，并正试图构建一种 21 氨基酸的秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）——一种蠕虫。“最终，我们想转向复杂的、多细胞生物，比如老鼠，”他说。然而，一个令人震惊的问题仍然存在， Schultz 没有答案：“大自然一开始为什么没有这样做呢？”
——迈克尔·艾布拉姆斯
生物学家逆转历史
在一项重大突破中，科学家们可能已经将一个物种变成了另一个物种。通过操纵酵母的基因，英国曼彻斯特大学的分子生物学家 Stephen Oliver 和他的同事们也证明了逆转进化时钟是可能的。
Oliver 的团队从两种酵母开始，分别是酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）（常见的面包酵母）和 mikatae 酿酒酵母（Saccharomyces mikatae）。这两种酵母可以交配，但通常只会产生不育的后代，就像马和驴会产生不育的骡子一样。（一个物种通常被定义为能够繁殖出与自身相同的不育后代的生物。）科学家们逆转了酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的一些染色体，使其与 mikatae 酿酒酵母（Saccharomyces mikatae）相匹配，Oliver 将这个过程比作“在你的袜子抽屉里找袜子，将一双蓝袜子和另一双蓝袜子配对，将一双棕袜子和另一双棕袜子配对”。这似乎很简单，但 Oliver 说，当“染色体的一部分被交换了位置”时，问题就出现了。“你是一只一半蓝一半棕的袜子，应该配蓝袜子还是棕袜子？”
这些生物学家成功地将两种酵母之间的杂交生育率提高到 30%。由于这两种酵母有相同的远古祖先，研究人员宣布他们实际上逆转了进化。其意义可能非常深远。例如，Oliver 认为这项发现可以用来防止转基因作物消灭野生种群。
休斯顿大学进化生物学家 Michael Travisano 说：“这相当令人兴奋。”“我们已经观察到许多杂交物种自然形成，但这是第一次有人能够在如此复杂的分子层面直接干预。”
对于那些对操纵生物染色体感到恐惧的人，Oliver 说：“我们目前只将我们的技术应用于酵母，而不是怪物。”
——安妮特·福利诺
