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
細菌細胞與人類等多細胞動物的細胞從根本上不同。它們遠更小，內部組織更少，沒有細胞核（它們有DNA，但沒有安全地包裝在膜內）。因此，細菌幾乎完全是單細胞生物，具有自身的自主性，並且通常具有移動性。
當然，許多細菌形成大型互連結構，如生物膜和菌落。這些結構顯示出令人印象深刻的細胞組織，但它們不能真正被視為一個單一的多細胞生物。為了被認為是多細胞生物，生物體必須滿足某些標準
細胞必須粘在一起！這聽起來很明顯，但它確實涉及細胞粘附機制
細胞必須能夠交流。在多細胞生物體內，細胞必須保持交流，並根據影響全身的條件做出改變
依賴性。細胞必須依賴周圍細胞才能生存，否則身體只是一個大型菌落。
分化。身體的細胞專門從事不同的任務。在大多數情況下，這是終末分化 - 即一旦細胞專門化，它就無法返回到未專門化的狀態。
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有沒有一些細菌可以做到這一切？的確，沒有多少細菌可以做到，否則平原上就會有大型多細胞細菌“動物”漫遊。但是，有許多光合細菌能夠形成真正的多細胞結構，儘管它們相當小。
從技術上講，那些長鏈都是一個生物體，一種光合作用的藍細菌。外細胞壁在一個連續的包膜中包圍著整個生物體，並滿足了多細胞性的第一個要求，即保持細胞在一起。箭頭指向較大的細胞，這些細胞滿足了第三和第四個要求。這些較大的細胞與周圍的細胞非常不同；它們已經分化形成專門的細胞，其唯一的工作是從周圍環境中吸收無機氮，並將其“固定”成可用的有機形式。
這是一個非常重要的發展，因為固定氮所需的酶在氧氣存在下不起作用，而氧氣對於呼吸至關重要。這就是為什麼大多數動植物都不能固定氮，而是依賴食物來源或周圍土壤細菌來獲取有機形式。細菌有不同的方法來應對這個問題。有些依賴外部食物來源，有些變得完全厭氧（完全不使用氧氣），有些，如藍細菌，已經分化形成特殊的固氮細胞。
（還有第三種策略，即在晚上變成固氮細菌，在白天變成需氧呼吸細菌，但這需要大量的能量，因為這意味著細胞必須每十二小時完成一次完整的酶轉換）
分化的細胞稱為異形胞。它有一個更厚的細胞壁，以阻止氧氣擴散到細胞中，並且所有可能產生氧氣的細胞過程都已被移除。一旦細胞變成異形胞，它就無法再次變回，並且完全依賴於周圍的細胞來提供呼吸產物，因為它自身無法進行呼吸，因為該過程需要氧氣。同樣，周圍的細胞依賴於異形胞來提供氮。
細胞之間也相互交流，使用化學資訊的反饋系統來確定哪些細胞將分化成固氮細胞，哪些細胞將保持為正常的呼吸細胞。它們也可以選擇分化成藻殖段，藻殖段是非常小的細胞線，充當侵入性繁殖顆粒。藻殖段具有一些非常棒的特性，它們可以在粘液中滑動，用菌毛快速移動，甚至由於內部氣囊而漂浮在水面上。與產氮細胞不同，藻殖段不是終末分化的，一旦它們到達一個好的繁殖目的地，就可以變回正常細胞。
這可以被認為是“真正的”多細胞行為嗎？對此存在爭議，但就我而言，這是一種多細胞細菌。這肯定是細菌最接近失去其單細胞自主性並在更大的生物體記憶體在的狀態。
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這篇文章基於一篇較早的文章，來自我之前的部落格“實驗室老鼠的生活”。
Flores, E., & Herrero, A. (2009). 絲狀藍細菌中透過細胞分化的區室化功能。《自然評論·微生物學》，8 (1), 39-50 DOI: 10.1038/nrmicro2242