自生命伊始，多细胞生物至少经历过20次进化。最后一次进化大约是2亿年前的事了，只可惜有关这次进化的具体过程我们无从可考。为了深入了解多细胞生物的进化过程，美国明尼苏达大学的威廉·拉特克里夫（William Ratcliff）及同事以实验室里常见的单细胞生物——啤酒酵母（左图）为对象，研究单细胞生物是如何进化为多细胞生物的。

在短短几周内，啤酒酵母就完成了从单细胞到多细胞的进化，并且实现了细胞的分化。这表明，单细胞生物向多细胞生物进化并没那么困难。

实验中，研究人员将酵母置于液体培养基中，每天对培养皿进行一次轻度离心分离，并用离心管底部沉淀的酵母进行下一次接种。正如大颗砂粒沉降速度大于颗粒极小的淤泥一样，细胞群的沉降速度会大于单个细胞的沉降速度。因此，研究小组通过离心法可以有效选择出聚集的酵母菌。

在不到60天的时间里，研究人员培养了大约350代酵母菌。其中，有10管酵母都进化成聚集“雪片”。更重要的是，“雪片”并非是只是一群聚集在一起的细胞，而是由拥有相同基因的细胞分裂形成的。

拉特克里夫表示：“多细胞生物进化的关键步骤是自然选择的对象从个体变为群体。 一旦自然选择在种群层面发生，那些聚集细胞就可以算作多细胞生物的雏形了。”

在某些方面，这些“雪片”表现出多细胞生物的特性。“雪片”通过细胞分裂增大体积；当“雪片”达到一定体积时，有一部分会脱落下来形成子代细胞。这种“生命周期”与许多多细胞生物的“青年期”和“成年期”类似。

经过数百代的自然选择后，“雪片”开始出现细胞的分化。当“雪片”达到“成年”体积后，一些细胞进入程序性死亡，产生薄弱点，子代细胞得以脱落。由此，“雪片”整体得以保持足够大的体积迅速沉淀至试管底部存活下来，进而产生更多后代。此外，“雪片”的世系在不同的进化压力下进化出的生命周期也不同。由于死亡很少对个体细胞有利，死亡是整个生物体各部分相互妥协、协调合作结果，对生物体是有利的。这一点至关重要，它表明“雪片”是一个进化单元。

其他熟悉这项工作的研究人员都感到很兴奋。“在我看来，实验展现了单细胞生物向多细胞生物进化的基本转变过程，”西雅图华盛顿大学的进化生物学家本·克尔（Ben Kerr）表示：“进化的过程发生得那么快，太令人兴奋了。”

然而，持怀疑态度的人指出，酵母菌的祖先在千万年前或上亿年前是多细胞生物，因此许多菌株会自然形成菌落。酵母菌可能保留了一些细胞粘附或细胞程序性死亡的进化机制，从而表现出拉特克里夫实验的结果。

“我敢肯定，曾经是多细胞生物的酵母菌从未完全失去多细胞生物的特性，”北伊利诺伊大学的进化生物学家尼尔·布莱克斯通（Neil Blackstone）表示：“我认为如果实验对象的祖先不是多细胞生物，单细胞向多细胞的进化就不可能在这么短的时间里发生。”

拉特克里夫及同事准备对衣藻（一种祖先不是多细胞生物的藻类）进行类似实验，从正面回应反对的声音。他们还在继续进行酵母菌的实验，观察“雪片”能否进一步进化。

（果壳环球科技观光团微博 http://t.sina.com.cn/guokrdigest ）