像所有生物一樣，細菌必須在一個不斷變化的世界中生存。它們面臨著不斷變化的氣候、變化的食物供應以及——可怕的——抗生素。它們是如何適應的？根據一項新研究的結果，僅僅是透過複製其親屬成功的創新。
英國巴斯大學的馬丁·勒切爾和他的同事研究了一種良性的大腸桿菌菌株，以瞭解這種常見的腸道居民是如何為其代謝網路——產生生命必需品（如氨基酸或細胞結構）的內部化學反應系統——拾取新部分的。透過將大腸桿菌與其祖先沙門氏菌進行比較，遺傳學家發現前者只有一個新基因可能是透過突變產生的。這意味著，自從這兩種生物體大約在1億年前分化以來，只有一次複製錯誤導致了顯著差異。
但是，這種細菌在其代謝網路中有多達 32 個基因是從近親那裡盜取的，包括那些使其能夠抵抗抗生素的基因。該團隊揭示，細菌透過使用一種稱為水平基因轉移的過程來做到這一點，在該過程中，一個細胞將遺傳資訊傳遞給另一個非其後代的細胞。這相當於細菌的性行為，兩個細胞並排靠近並進行接合，或基因交換，只是它們不必等待後代才能看到好處。勒切爾和他的合作者確定，最有可能被交換的遺傳物質與處理新環境或新增新功能有關，而不是影響大腸桿菌的核心過程，例如生長。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
發表在最新一期的《自然遺傳學》雜誌上，這是首次對細菌代謝網路如何隨時間變化進行全面調查。它表明，研究這種進化的科學家不僅必須考慮突變，還必須考慮環境和細菌的親屬如何在改變其能力方面發揮作用，這可能會使其變得有害。“細菌感受到壓力，需要對不斷變化的世界做出反應，它們透過竊取其他適應性更強的細菌型別的遺傳資訊來做出反應，”勒切爾說。“細菌和人類一樣懶惰：如果別人已經找到了解決您問題的方法，為什麼要兩次發明輪子呢？”