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T生命之树又长了一根大树枝。研究人员最近在新斯科茨的一团土壤中发现了一种罕见而神秘的微生物，称为半无瘤体。他们的后续分析它的DNA揭示了它既不是动物、植物、真菌，也不是任何已被确认的原生动物——事实上，它远远超出了任何已知的用于分类复杂生命形式的大类别(真核生物)。相反，这个挥舞着鞭毛的怪球是它自己的“超王国”群的第一个成员，它可能至少在10亿年前从其他生命大分支中剥离出来。
“这是你希望在职业生涯中看到一次的结果，”他说阿拉斯泰尔•辛普森他是达尔豪斯大学的微生物学家，领导了这项研究。
虽然这一关于半鞭毛虫的发现本身就令人印象深刻，但更重要的是，它只是一个最新的(也是最深刻的)主要分类增加的数量安静而稳定地增长。研究人员不仅不断发现新的物种或纲，而且还发现了全新的生命王国——这提出了一个问题:它们是如何隐藏了这么长时间的?我们离全部发现它们还有多远?
雅娜Eglit是达尔豪斯大学的一名研究生，致力于发现被称为原生生物的单细胞真核生物的新谱系。2016年一个寒冷的春日，她在新斯科舍省徒步旅行时，离开了朋友们，往塑料管里刮了几克泥土。(她说，这种临时的土壤取样是“一种职业危害”。)回到实验室后，埃格利特将她的样本浸泡在水里，在接下来的一个月里，她定期通过显微镜观察它，寻找不寻常生命的迹象。
然而，实验室成员们却惊讶地发现，树上的半身蜥蜴什么地方也找不到。
一天深夜，样品中的一些奇怪的东西吸引了她的注意。Eglit说，一个细长的细胞放射着鞭子状的鞭毛，“笨拙地游动着，好像它没有意识到它有那么多鞭毛可以帮助它移动。”。在一个更强大的范围内，她认为它符合半马斯提戈特的描述，一种罕见的原生生物，以难以培养而闻名。第二天早上，实验室里充满了兴奋，因为有机会对标本进行描述和排序。“我们放弃了一切，”她回忆道。
半纯体是拉姆斯菲尔德所谓的“已知的未知的”原生生物谱系中的一种，这是一种描述较为充分的群体，它们在生命树中的位置尚不明确，因为它们很难在实验室中培养和排序。辛普森说，原生动物学家利用半乳突体结构的特性来推断它们的近亲，但他们的猜测是“在整个系统发育过程中都是‘猎枪’的。”在没有分子数据的情况下，像半乳突这样的谱系仍然是未知祖先的孤儿。
但是一种叫做单细胞转录组学的新方法彻底改变了这类研究。它使研究人员能够从一个细胞中对大量基因进行测序。戈登松懈，辛普森实验室的另一名研究生，同时也是该方法的专家，他解释说，对于像半头体这样难以研究的生物，单细胞转录组学可以产生以前为更丰富的细胞保留的遗传数据，从而使更深入的基因组比较最终成为可能。
研究小组对300多个基因进行了测序劳拉的高速现在是乌普萨拉大学(Uppsala University)的博士后研究员。她解释说:“我们完全期待他们属于现有的超级群体之一。”相反，实验室成员惊讶地发现，半鞭毛虫在树上根本不存在。他们代表了自己独特的血统，与其他六个超级群体不同。
为了理解半无瘤体谱系在进化上有多么不同，想象一下真核生物树在你面前的地面上伸展成一组狭窄的路径，从所有生活在你脚趾附近的真核生物群体的地方开始，汇聚到我们共同的祖先那里。从我们哺乳动物的顶端开始，沿着这条路，回到历史，经过我们与爬行动物和鸟类的分支，经过鱼类、海星和昆虫的分支，再往前走，越过我们与真菌的分界线。如果你回头看，所有你通过的生物都属于六个真核生物超级群中的一个。半身体仍然在前面，在他们自己的超群中，在一条没有其他动物占据的道路上。
法比安Burki瑞典乌普萨拉大学的生物学家没有参与这项研究，他很高兴看到这个结果，但并不完全惊讶。“这有点像在其他星球上寻找生命，”他说。“当我们最终找到它的时候，我不认为我们会很惊讶，但这将是一个巨大的发现。”
Burki、Simpson、Eglit和其他许多人也认为我们还有更多的生命之树需要揭示，这主要是因为它变化的速度有多快。Burki说：“新的数据正在重塑生命之树。它确实与15年或20年前大不相同。”。“我们看到一棵树枝比我们想象的多得多的树。”
发现像半马斯提戈特人这样独特的血统仍然相对罕见。但是，如果你在等级制度上往下走一两级，到仅仅是王国级，也就是说，你发现新的主要血统大约每年都会出现一次。辛普森说：“这一速度并没有放缓。”。“如果有的话，它可能正在加速。”
更有效的测序技术的可用性，如单细胞转录组学，是推动真核生物这一趋势的一部分，特别是已知的未知群体。它使研究人员能够从单个样本中收集有用的DNA。但Eme提醒说，这些方法仍然需要熟练的原生生物学家的敏锐眼光，比如Eglit，“这样我们才能真正瞄准我们想要观察的东西。”
另一种被称为宏基因组学的测序技术可以进一步加速发现。研究人员现在可以冒险进入这一领域，从小径上抓取泥土样本或从深海喷口抓取生物膜，然后对样本中的所有东西进行排序。问题是它通常只是一个基因的片段。对于其他两个不同于真核生物的生命领域中的细菌和古细菌生物来说，这通常就足够了，而宏基因组学则是近年来研究的热点如阿斯加德古菌的发现这是一个巨大的古生菌门，直到三年前才被科学界完全了解。
但对于具有更大、更复杂基因组的真核生物来说，宏基因组学是一种令人头疼的广泛取样方式。它揭示了许多生活在环境中的生物类型，“但除非你有一个更大的已知参考序列，否则很难把这些不同的东西放到进化框架中，”Burki说。根据辛普森的说法，这就是为什么大多数最近的真核生物谱系都是通过“老式”的方式发现的，即在实验室中识别一种奇怪的原生生物，并针对其进行测序。
辛普森说：“但这两种方法是互补的，相互影响。”。例如，现在已经很清楚，半哺乳动物在先前发表的宏基因组数据库中出现了。然而，他说：“我们只是无法识别它们，直到我们有了更长的半乳糖基体序列来比较它们。”。宏基因组学可以指出未知多样性的潜在热点，而更深入的测序可以使宏基因组数据更有意义。
无论是在普通环境还是特殊环境中，对研究人员进行多样性分类的未来都是光明的。虽然宏基因组工具可以让我们探索极端环境——比如发现阿斯加德古菌的热液喷口附近的沉积物——但研究人员也可以在他们的后院发现新的世系。“这个全新的超王国血统是一个研究生在徒步旅行时偶然收集到一些泥土时发现的，”Burki说。“想象一下，如果我们能扫描地球上的每一个环境。”
根据Eme的说法，随着科学家们继续填写这棵树，用于添加分支的算法只会变得更有效。这将有助于研究人员解决生命史上更深更古老的分裂。“我们对生命如何展开的理解仍然非常不完整，”Burki说。他说，真核生物为何出现或光合作用如何进化等问题仍然没有答案，因为“我们没有一棵足够稳定的树来确定这些关键事件发生的位置。”。
除了回答这些基本问题，发现的简单乐趣也激励着Burki和Eglit这样的研究人员。“微生物世界是一个完全开放的前沿领域，”Eglit说。“探索外面的世界是令人兴奋的。”
乔纳森•兰伯特是一位进化生物学家，后来成为科学作家，目前担任广达电脑杂志她是个写作实习生。在此之前，他是达拉斯晨报（Dallas Morning News）的AAAS大众媒体研究员，也是美国公共媒体儿童科学播客Brainson！的助理制片人！。他目前是康奈尔大学的博士生。
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领先图像:新发现的半masttix kukwesjijk的显微照片，以一种“多毛、贪婪的食人魔”命名，该标本是在新斯科舍米克马克第一民族的传统中采集的。作者:Yana Eglit
