一些组装是必需的 我们的祖先的基因组是通过接连不断的基因转移建立起来的。我们倾向于将自己以及构成我们的复杂细胞视为生命树的一个独特分支，而与紧凑、似乎没有特征的细菌和古菌细胞相区别。然而我们发现，我们的基因组实际上是一种混合，是来自细菌和古菌的基因的杂烩，同时还有一些在我们自己的谱系中进化而来的基因。科学家们逐渐找到了一个简单的解释：第一批复杂细胞是古菌细胞和细菌融合的产物，细菌最终进化为线粒体，这是一种化学能量产生结构，依然保留着一部分自身的基因组。随着时间的推移，许多其他细菌基因被转移到逐渐成为我们现在所称的真核生物的细胞核中，与古菌的基因在那里交融。但是一项新的研究仔细分析了所有真核生物共享的一些基因，并得出结论，事实要复杂一些，细菌之间发生过几波基因转移。细菌与古菌之间合并的整体图景依然是正确的，但这只是一个更全面的图景的一部分，其中物种之间的基因转移是普遍现象。 混淆大局 当前图景的形成过程相当复杂。首先，人们花了很长时间才认识到古菌是一个独特的谱系。而且，主张线粒体是细菌在不同细胞中定居的产物的一位大力倡导者，多年来受到嘲笑，直到她的观点被广泛接受后，才开始声称真核细胞内的每个复杂结构都是通过类似过程形成的。（没有证据表明这是事实。）随着时间的推移，特别是随着基因组序列的广泛可用，显然线粒体的基因，无论是它们微小剩余基因组中的基因，还是现在在我们细胞核中发现的基因，都来源于一个叫做α-变形菌的细菌谱系。但是弄清楚是谁首先吞下了α-变形菌花了更长的时间。怀疑落在了古菌身上，但它们和我们之间有一些重要的生化差异，已知的古菌甚至缺乏许多真核生物的关键特征系统的基本版本。而且没有与真核生物特别接近的古菌基因组。这一情况直到大约十年前才发生变化。在研究人员开发出从环境样本中组装完整基因组而无需首先分离不同细胞类型的能力后，他们发现了阿斯加德古菌，一组与真核生物关系极为密切的古菌，结果让人们开始问我们是否不应该将真核生物视为古菌的一个复杂分支。但是即使大图景变得越来越完整，复杂性也在不断增加。例如，已经非常清楚，水平基因转移——在可能只远亲的物种之间互换基因——在微生物群落中极其常见。与此一致，研究人员继续发现来自其他谱系的基因在真核生物中形成的簇。此外，还有一个挑战是弄清楚祖先真核基因组的样子。如果我们简单地将真核生物基因定义为尚未出现在细菌或古菌基因组中的基因，这就有可能在后来的发现中浮现出来。我们也可能缺乏足够广泛的真核基因组以有信心判断哪些基因属于所有真核生物的共同祖先。对于这样的问题不同的假设可能会产生不同的进化历史。 第一批真核生物 这就是一组巴萨罗那的研究人员决定深入研究的情况。他们的第一步是限制真核生物家系树中包含的物种数量。我们已测序的物种往往重偏向动物和在熟悉环境中发现的物种，导致某些分支在家系树中的过度代表。该团队选择的物种使得样本在树中的分布更均匀。在他们保留的基因组中，他们剔除了任何会生成他们所称的“低复杂度”蛋白质的基因——想象一下那些会重复短的相同氨基酸段很多次的东西。许多真核生物基因也是彼此的近亲，是通过祖先基因的多次复制产生的。研究人员只保留了来自这些相关蛋白质集合中的一个基因。这导致所选基因的数量远小于典型真核基因组中所包含的基因数量。而一切完成后，他们又重复了两次这个过程，每次做出不同的选择，以至于每个组中一半以上的基因与其他组中的基因不同。