不只把你吞下肚，更要把你的基因搶過來。綠葉海蛞蝓
還記得前陣子轟動一時的綠色大盜嗎？這厲害的綠葉海蛞蝓（Elysia chlorotica）不但以某種黃藻（Vaucheria litorea）為食，還將黃藻部分的葉綠體基因偷過來，捱餓時就用這些偷來的葉綠體基因行光合作用囉。這種事情為什麼讓演化生物學家這麼嗨呢？
是這樣的，分子生物學剛發展的時候，我們認為地球上每個個體都有獨特的遺傳密碼、也就是獨一無二的DNA序列，就算是同一種的生物也會有相異之處。不過可以想像的是，植物的某些基因不太可能在我們身上出現，就算有也並非序列完全相同，這就是演化的結果。每個個體都遺傳自上一代的基因，然而，不同的環境壓力會促使這些密碼產生些微的變異，每一代、每一代地累積改變，最終雕塑出截然不同的基因訊息和物種。當中最關鍵地，莫過於「遺傳」這兩個字了。
過去的研究已經證實水平基因轉移在原核生物中大量出現。現今植物和動物體內核基因亦存在部分的葉綠體和粒線體基因，很有可能就是在真核生物演化早期透過水平基因轉移，從原核生物那得來的寶藏。
但是科學家發現細菌的演化沒那麼簡單，相較於垂直地遺傳，「不同」細菌物種間也出現A種給B種基因、B種也可以給C種基因這類水平式的傳遞過程（而且都不是近緣物種哦，有些差了十萬八千里也可以這樣傳），稱為「水平基因轉移」（horizontal gene transfer）。這使得許多細菌的演化歷程不像達爾文想像般一分二、二分四地岔開，而是像網格般動不動就出現你丟我撿的情形，支系間盤根錯節，論誰也料不到下一代的基因能夠跟他老爹細菌有多像～（也因為這樣，細菌對抗生素的抗性很容易由此傳撥開來，讓科學家傷透腦筋。）
隨著定序技術的發展，大資料量的基因組比對和分析已經勢如破竹。photo credit: Liya Graphics/ Shutterstock
在多細胞動物中，我們比較少觀察到類似水平基因轉移的現象。即便是共生的動物中，也只停留在你儂我儂（不同物種住在一起，或是A住在B體內），不會更進一步發展成你融於我、我融於你的階段（得到不同物種的基因）。但是綠葉海蛞蝓打破了這個迷思，他的確搶走了黃藻的基因，而且所屬分類群相去甚遠，完整地呈現「誰說多細胞生物不能來水平基因轉移」的真相！
這篇來自《Genome Biology》的研究更指出驚人的成果，研究團隊分析了果蠅、線蟲、非人靈長類、人類等物種的「基因組」序列，他們發現許多物種基因組中存在著十來個、甚至百來個外來的基因，多數與生物體代謝反應有關。在人類當中，有17個已知由水平基因轉移得來的基因，另外還有128個過去不曾發現過的外來基因，這些基因的功能和脂肪酸的代謝、抗菌和發炎反應有關。過去的研究多半把重心放在從細菌轉移來的基因，萬萬沒想到被轉移的苦主（或是捐蹭者）除了細菌外，竟然還有許多原生生物、病毒和真菌！
所以說，人之何以為人？從小尺度來看，近十多年的研究已經指出我們不是100%的智人（Homo sapiens），我們的體內至少有4%尼安德塔人的基因，也有少數佛羅勒斯人、丹尼索瓦人的基因。這意味著，人屬的演化其實伴隨著相當程度的基因流，這在近緣物種間的分化上並不少見。但從大尺度來看，"至少"從基因組來看，我們絕對不是100%的純人類。這可不僅僅是跟數百兆計的細菌共處一室而已，我們也和綠葉海蛞蝓一樣從不少非動物生物拿了不少基因過來。能夠好好地活著，未嘗不是那些慷慨解囊的生物貢獻的。想到前些日子剛看完的寄生獸，我們萬物不只是相互依存，更是水乳交融般結合著呀～
寄生獸陣營當中的唯一人類，廣川市長，臨死前的一枚震撼彈喊話。
最後，多細胞生物的演化，有了水平基因轉移的加持，未來，鐵定會更加複雜、更加精彩呢！
參考資料和文獻：
- Almost 150 Of Our Genes May Have Come From Microbes, IFL SCIENCE
- Expression of multiple horizontally acquired genes is a hallmark of both vertebrate and invertebrate genomes, Crisp et al. Genome Biology (2015)
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