像所有生物一样，细菌必须在一个不断变化的世界中生存。它们面临着不断变化的气候、变化的食物供应以及——可怕的——抗生素。它们是如何适应的？根据一项新研究的结果，仅仅是通过复制其亲属成功的创新。
英国巴斯大学的马丁·勒切尔和他的同事研究了一种良性的大肠杆菌菌株，以了解这种常见的肠道居民是如何为其代谢网络——产生生命必需品（如氨基酸或细胞结构）的内部化学反应系统——拾取新部分的。通过将大肠杆菌与其祖先沙门氏菌进行比较，遗传学家发现前者只有一个新基因可能是通过突变产生的。这意味着，自从这两种生物体大约在1亿年前分化以来，只有一次复制错误导致了显着差异。
但是，这种细菌在其代谢网络中有多达 32 个基因是从近亲那里盗取的，包括那些使其能够抵抗抗生素的基因。该团队揭示，细菌通过使用一种称为水平基因转移的过程来做到这一点，在该过程中，一个细胞将遗传信息传递给另一个非其后代的细胞。这相当于细菌的性行为，两个细胞并排靠近并进行接合，或基因交换，只是它们不必等待后代才能看到好处。勒切尔和他的合作者确定，最有可能被交换的遗传物质与处理新环境或添加新功能有关，而不是影响大肠杆菌的核心过程，例如生长。
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发表在最新一期的《自然遗传学》杂志上，这是首次对细菌代谢网络如何随时间变化进行全面调查。它表明，研究这种进化的科学家不仅必须考虑突变，还必须考虑环境和细菌的亲属如何在改变其能力方面发挥作用，这可能会使其变得有害。“细菌感受到压力，需要对不断变化的世界做出反应，它们通过窃取其他适应性更强的细菌类型的遗传信息来做出反应，”勒切尔说。“细菌和人类一样懒惰：如果别人已经找到了解决您问题的方法，为什么要两次发明轮子呢？”