本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
在加勒比海庫拉索島海岸的淺水池塘中，生活著一種杯狀微生物，它有兩種絕妙的技巧：它可以翻轉，而且它可以看見。
雖然從您作為動物王國中的特權地位來看，這似乎沒什麼了不起，但這種多細胞微生物不是動物。它是一種領鞭毛蟲，一種以細菌為食的微生物。
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動物非常擅長彎曲細胞片，尤其是在胚胎髮育的摺疊狂潮期間。在那段時間裡，單個細胞分裂成許多細胞，這些細胞反覆扭曲自身，以構建制造嬰兒所需的許多組織和器官。摺疊細胞片是動物的一項基本能力，對於它們的正確構建至關重要。
領鞭毛蟲因其圍繞跳動尾巴的纖絲環而得名，這種組合產生了一個相當人造衛星般的輪廓（您可以在這裡看到）。它們使用這種裝置來移動和進食，因為跳動的尾巴既可以推動生物，也可以吸入食物。儘管外表奇特，但領鞭毛蟲也恰好是動物最近的活著的親戚。
儘管它們與我們有親緣關係，但在發現這個名為Choanoeca flexa的新物種之前，領鞭毛蟲只被觀察到一次合作彎曲細胞片。對於發現這種小生物的科學家來說，這無疑是一個驚喜，因為它確實如此（他們在去年十月在《科學》雜誌上發表了他們的發現，該發現登上了封面），他們對它是如何以及為什麼能夠完成這項壯舉感到好奇。
經過廣泛的研究，他們發現了以下情況：在C. flexa中，觸角狀的環狀領和鞭毛在大多數情況下都排列在杯子的內部，當生物進食時。在那段時間裡，細菌被跳動鞭毛的電流（在下面用波浪線顯示）拉向細胞的基部，在那裡它們可以被攝入。
在某些條件下，它們會翻轉，現在朝外的尾巴會推動它們到陽光充足的地方。幾分鐘後，杯子放鬆並恢復到原來的形狀，在這種形狀下，它們可以盡情享用食物並休息。
研究人員才意識到C. flexa能夠看見，是因為他們想知道它為什麼要翻轉。當他們嘗試關閉顯微鏡燈時，微生物會翻轉成球並遊走。這出乎意料。領鞭毛蟲一直被認為是盲的。
那麼為什麼要移動，為什麼要看見？科學家推測，C. flexa可能會翻轉它的細胞片以逃避捕食者，捕食者的陰影會暴露它們。或者，游泳可能使微生物聚集在食物可能更豐富的明亮地方。
令人驚奇的是，C. flexa不僅可以“看見”，而且它使用一種視紫紅質的版本來觀看。如果這聽起來很熟悉，那是因為這與您眼睛後部的視杆細胞中發現的蛋白質相同，它可以幫助您在弱光下觀看。同樣，就像我們一樣，科學家發現Choanoeca必須吃含有視黃醛或β-胡蘿蔔素的食物，以防止失明（視黃醛和β-胡蘿蔔素構成了視紫紅質的構建塊，我們和這種領鞭毛蟲都無法合成）。
相似之處還不止於此。科學家們還發現，像其他領鞭毛蟲一樣，C. flexa也含有肌動蛋白和肌球蛋白，這兩種蛋白質引擎為動物肌肉提供動力。即使是動物世界的室內植物——海綿，也含有這兩種蛋白質。
事實證明，C. flexa的兩種肌球蛋白成分與人類的對應物有78%和63%的相似度。當您考慮到所涉及的進化距離（超過5億年）時，這有點令人難以置信。
這些細胞中肌動蛋白和肌球蛋白的排列方式也與動物相似。每個細胞在一端都含有肌動蛋白環，其構型類似於動物組織中稱為上皮組織的肌動蛋白環。它們收縮這些環以彎曲細胞片，就像我們的上皮細胞所做的那樣。運動透過動物中的細胞連線等附著點傳遞，這項新研究的作者認為，在C. flexa中是透過接觸環狀領纖絲傳遞的。
在C. flexa中，肌動蛋白環收縮並擠壓細胞的頂部。這導致環狀領纖維從桶狀張開成錐形，以這樣一種方式相互擠壓，從而使整個細胞片翻轉。在此期間，細胞的形狀暫時從類似豆子的形狀變為類似花生的形狀。
以下是顯微鏡下的樣子
儘管與動物組織摺疊相似，但僅在一種或可能兩種領鞭毛蟲物種中出現這種摺疊意味著它可能是獨立於動物進化而來的，它使用了常見的遺傳頂端肌動蛋白-肌球蛋白環。這種環狀裝置顯然非常古老——超過6億年。因此，C. flexa的能力仍然非同尋常，但很可能只是巧合。
在一個與我們如此不同的近親身上看到一種基本的動物能力，這令人興奮。在胚胎中，細胞片摺疊對於一個極其複雜的動物的正確形狀和功能至關重要。在這種領鞭毛蟲中，如此簡單的摺疊對於一種小微生物怪胎的生存同樣重要。
參考文獻
Brunet, Thibaut, Ben T. Larson, Tess A. Linden, Mark JA Vermeij, Kent McDonald, 和 Nicole King。“領鞭毛蟲中的光調節多細胞集體收縮性。” 科學 366, no. 6463 (2019): 326-334.