来自细菌的单个基因已至少 15 次捐赠给真菌。这项发现表明，曾经被认为仅限于细菌的进化捷径在更复杂的真核生物生命中出奇地常见。
细菌经常与邻近细菌来回交换基因，获得使它们能够快速适应新环境的能力和特性。相比之下，更复杂的生物通常不得不依靠缓慢的基因复制和突变过程。
真核生物（包括真菌、植物和动物的生命域）之间，甚至从细菌到真核生物之间，也存在一些基因交换的例子（参见“细菌基因帮助咖啡豆象获得咖啡因”）。但此类事件，即所谓的水平基因转移，曾被认为很罕见。
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但法国里昂大学的微生物生态学家丹尼尔·穆勒和他的同事在研究植物根系周围土壤中的细菌后，对这一假设提出了质疑。他们发现，用于促进植物根系生长的细菌基因 acdS 也存在于多种真菌中。他们的研究成果今天发表在《英国皇家学会学报B》上。
百看不厌
穆勒和他的同事扫描了 149 种真核生物的基因组，并在其中 65 种中发现了 acdS 样基因——61 种在真菌中，4 种在寄生微生物卵菌中，包括致病疫霉，这种微生物是导致爱尔兰马铃薯饥荒的罪魁祸首。在分析了这些生物的遗传家谱后，研究人员确定最可能的解释是三种不同的细菌总共在 15 次不同的水平基因转移事件中将该基因捐赠给了真菌和卵菌。
穆勒说：“我们认为只是偶尔发生的事情，实际上发生的规模更大，有多个供体和多个受体。”
穆勒还表明，细菌基因似乎保留了其增强生物体与其植物宿主之间通信的原始功能，以帮助其更好地在根系中定殖。
因此，真核生物可能比生物学家认为的更频繁地突然获得有助于它们适应新环境的特征。穆勒说：“细菌如此丰富且多样化，它们可能是真核生物新基因和功能的丰富来源。”
模糊的细节
马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的进化生物学家查尔斯·戴维斯说，这项工作表明细菌和真核生物之间的基因转移“混杂性”出乎意料地高。但它面临着与许多此类研究相同的问题：遗传树的分析不够详细，无法阐明转移发生的时间和地点。他说：“他们不能排除转移次数被高估的可能性。”
他说，另一个大问题是它是如何发生的？“生态环境是什么？”
穆勒同意基因转移的机制仍然是个谜。他的团队没有发现任何转座元件的证据——转座元件是可以从基因组的一部分“跳跃”到另一部分的 DNA 片段，通常与新遗传物质的出现有关。他们也没有在真菌中的 acdS 基因附近发现任何其他细菌基因，尽管基因转移通常会涉及多个基因。但无论它是如何运作的，真菌和细菌在植物附近的土壤中紧密地生活在一起这一事实将为基因跨越移动提供充足的机会。
戴维斯同意物理邻近是水平基因转移的关键：“这就是为什么我在寄生系统中研究它，”他说。“它使供体和宿主之间的关系更加明显。”
本文经许可转载，并于 2014 年 7 月 2 日首次发表。