科學家們越來越認識到，腸道菌和其他微生物對我們健康的重要性，但是，加州大學伯克利分校的生物學家在問：這些微生物——我們的微生物組，是否通過操縱進化，而在塑造我們自己的過程中，發(fā)揮一定作用呢？
生物學家收集的證據表明，動物及其共生體（通常是生活在體表或體內的細菌）之間的相互依存，對這兩者的進化有影響。但是，研究人員認為，我們身體的不同微生物群，有著更為深刻的影響，為了生存，它們以一種親密的協(xié)作，顯著加劇了進化。
在發(fā)表的一項研究中，shapira——致力于研究秀麗隱桿線蟲的腸道微生物，有證據顯示，微生物群通過與宿主一起進化，或通過在關鍵時刻介入以幫助宿主適應一個新的環(huán)境挑戰(zhàn)，影響并有助于宿主的進化。
這些例子支持相對較新的全基因組（hologenome）概念，該術語指，宿主及其微生物的基因組，也許包括皮膚上、腸道中甚至生殖器官中成千上萬不同種類的細菌。在他近的一篇論文中，shapira闡述了特拉維夫大學研究人員在2008年的一項提議：進化對全基因組起作用，而不是單獨地對宿主及其微生物群的基因組起作用。這意味著，隨著宿主進化以適應不斷變化的環(huán)境，其微生物群在指導和參與其進化的過程中，發(fā)揮關鍵的作用。
當看到ilana zilber-rosenberg和eugene rosenberg描述全基因組概念的文章時，這出乎我的意料。動物可能不*基于自己的基因組進行選擇，而是借助于更多，從而為以前人們想象不到的進化路徑，開啟了大門。”shapira進一步闡述了這個概念，包括關于生物體之間共生關系的一些驚人發(fā)現(xiàn)，因為它們彼此依賴，結合在一起。
蚜蟲和它們的腸道細菌
宿主及其共生體共進化的例子，在我們身邊到處都是。據證明，蚜蟲依靠細菌，提供蚜蟲不能制造、并無法輕易從飲食獲得的必需氨基酸，而細菌——叫做buchnera的一個集群，以樹葉來源的糖的形式，可得到這些氨基酸。
研究人員檢測了不同種類蚜蟲及其腸道細菌的基因，他們發(fā)現(xiàn)，在進化過程中新蚜蟲物種的出現(xiàn)，反映在昆蟲的buchnera共生體中的物種形成事件。這演示了這兩個物種的命運相連如何引起了共進化。但buchnera并不孤單。后續(xù)工作還表明，蚜蟲還具有其他不那么重要的共生體，或依賴它們的宿主，但是幫助昆蟲在不斷變化的環(huán)境中適應新的生態(tài)位。
總之，這些物種代表了一個基本的全基因組，具有*的、共同進化的共生體，但也具有龐大的微生物，用于靈活適應不斷變化的環(huán)境。適應新環(huán)境，可能導致人口分散、隔離，和隨后一個新物種的進化。shapira說，這是與共生體一起生活的一個關鍵結果，他相信，微生物群，包括許多類型的共生體，代表了這種蚜蟲-共生體關系的擴展版本。
在果蠅進行的一個實驗演示了這一點。當喂食不同類型的食物時，果蠅發(fā)展出不同的腸道微生物群，可更善于處理可用的食物。
令人驚訝的結果是，在一代的時間內，果蠅對自己的類群發(fā)展出了擇偶偏好，忽略了其他類群，這依賴于幫助它們利用食物的腸道微生物。實際上，這導致了兩個種群的生殖隔離，并可能促進未來的物種形成。
線蟲的肚子不適
在他自己的實驗室里，他在富含不同類型產物的土壤上養(yǎng)線蟲——例如，含糖和纖維，他們發(fā)現(xiàn)，無論什么食物來源，以及隨之而來的環(huán)境微生物多樣性，線蟲在其腸道也有類似的細菌。不同食物的平衡變化，也出現(xiàn)在人類身上。例如，與素食者相比，高脂肪含量飲食的人，有不同的微生物群，雖然在人類中，確定一個核心的微生物群更難。
研究表明，這些腸道細菌有助于宿主生活的許多方面，包括發(fā)育、生育、新陳代謝、免疫和行為。例如，無微生物的小鼠不能發(fā)展出強大的免疫系統(tǒng)，而線蟲則依靠一些腸道微生物來抵抗細菌。