人們知道，蟬與自己細(xì)胞里的兩種重要細(xì)菌共生。這種昆蟲只食用植物的汁液，它需要這些細(xì)菌生產(chǎn)生存所需的營養(yǎng)。同時(shí)，這兩種細(xì)菌（Hodgkinia和Sulcia）也能舒舒服服地生活在蟬的體內(nèi)。在這個(gè)共生圈子里，每個(gè)成員的生存都彼此依賴。

然而，Montana大學(xué)的微生物學(xué)家John McCutcheon帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，有些蟬實(shí)際上擁有三種共生體，這第三個(gè)共生體是來自于一個(gè)物種形成事件——同域物種形成。相關(guān)文章發(fā)表在八月二十八日的Cell雜志上。

多年以來，人們普遍接受的物種形成理論是異域物種形成，認(rèn)為物種形成是因?yàn)榈乩砥琳希ɡ缟矫}）將種群成員分隔開，使它們開始獨(dú)立進(jìn)化。而同域物種形成是目前最有爭議的物種形成理論，該理論認(rèn)為，在同一區(qū)域的種群中也能進(jìn)化出生殖隔離的新物種。

研究顯示，細(xì)菌Hodgkinia分成了兩個(gè)代謝相互依賴的新種。“這完全出乎我的意料，”McCutcheon說。“我開始還以為是學(xué)生搞錯(cuò)了。”

研究人員通過比較基因組學(xué)分析和顯微觀察發(fā)現(xiàn)，盡管兩個(gè)新基因組分到了不同的類型的細(xì)胞中，但一個(gè)基因組的基因缺失能夠得到幾乎完美的互補(bǔ)。

“從基因組上看這兩個(gè)物種親緣很近，”McCutcheon說。“而且兩個(gè)Hodgkinia的功能基因能夠很好的互補(bǔ)，在功能上合二為一。”

在兩種Hodgkinia、Sulcia和蟬形成的共生體系中，每一個(gè)成員都彼此需要，只有相互協(xié)作才能生存。

McCutcheon指出，Hodgkinia這次進(jìn)化應(yīng)該是一個(gè)偶然事件。不過，該事件能為人們回答一個(gè)長期懸而未決的問題，生物是如何進(jìn)化得越來越復(fù)雜的。Hodgkinia的演化可以反映一些細(xì)胞器的形成過程，比如線粒體就是源自于細(xì)胞內(nèi)的共生菌。

解密細(xì)胞器的發(fā)展史，是理解生命發(fā)展過程的基礎(chǔ)。細(xì)胞器的出現(xiàn)太過久遠(yuǎn)，我們無法追溯到某個(gè)具體的進(jìn)化事件。McCutcheon等人希望通過研究Hodgkinia的進(jìn)化，探尋那一段被遺失的過去。