Cell：合二为一的基因组

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科学家早就知道，蝉与自己细胞里的两种重要细菌共生。这种昆虫只食用植物的汁液，它需要这些细菌生产生存所需的营养。同时，这两种细菌（Hodgkinia和Sulcia）也能舒舒服服地生活在蝉的体内。在这个共生圈子里，每个成员的生存都彼此依赖。
然而，来自蒙大拿大学的微生物学家 John McCutcheon 和他的同事们在《细胞》（Cell）杂志上报告称，有些蝉实际上拥有三种共生体，这第三个共生体是来自于一个物种形成事件——同域物种形成。
多年以来，人们普遍接受的物种形成理论是异域物种形成，认为物种形成是因为地理屏障（例如山脉）将种群成员分隔开，使它们开始独立进化。而同域物种形成是目前最有争议的物种形成理论，该理论认为，在同一区域的种群中也能进化出生殖隔离的新物种。（延伸阅读：Cell子刊：新物种挑战经典进化理论）
研究显示，细菌Hodgkinia分成了两个代谢相互依赖的新种。“这完全出乎我的意料，”McCutcheon说。“我开始还以为是学生搞错了。”
研究人员通过比较基因组学分析和显微观察发现，尽管两个新基因组分到了不同的类型的细胞中，但一个基因组的基因缺失能够得到几乎完美的互补。
“从基因组上看这两个物种亲缘很近，”McCutcheon说。“而且两个Hodgkinia的功能基因能够很好的互补，在功能上合二为一。”
在两种Hodgkinia、Sulcia和蝉形成的共生体系中，每一个成员都彼此需要，只有相互协作才能生存。
McCutcheon指出，Hodgkinia这次进化应该是一个偶然事件。不过，该事件能为人们回答一个长期悬而未决的问题，生物是如何进化得越来越复杂的。Hodgkinia的演化可以反映一些细胞器的形成过程，比如线粒体就是源自于细胞内的共生菌。
解密细胞器的发展史，是理解生命发展过程的基础。细胞器的出现太过久远，我们无法追溯到某个具体的进化事件。McCutcheon等人希望通过研究Hodgkinia的进化，探寻那一段被遗失的过去。
原文检索：
James T. Van Leuven, Russell C. Meister, Chris Simon, John P. McCutcheon. Sympatric Speciation in a Bacterial Endosymbiont Results in Two Genomes with the Functionality of One. Cell, August 28, 2014; DOI: 10.1016/j.cell.2014.07.047