人在本质上是社会性的动物，那些生来就缺乏社会性的个体，要么是比别人低级，要么就是超人。社会其实就是先于个体而存在的。不能在社会中生活的个体，或者是因为自我满足而无需参与社会生活的个体，不是兽类，就是天神。——亚里士多德

　　回到20世纪70年代，乌斯等人对大量原核生物的16S rRNA和线S rRNA的核苷酸序列进行测定，发现三域生物间的序列相似性都低于60%，而域内的序列相似性高于70%，据此提出著名的“三域学说”。他认为生命由细菌域、古菌域和真核生物域构成，并构建了生命进化总树。之后，该学说经过其他学者以其它序列保守的基因用于进化研究的验证，遂大行其道。选用16/18S rRNA作为生物进化和系统分类研究有以下几个优点：第一，都会存在于一切细胞内，不论是原核生物还是真核生物，可比较在进化中的相互关系；第二，生理功能既重要又恒定；第三，在细胞中的含量较高、较易提取；第四，编码rRNA的基因十分稳定，由高度保守区和高变区组成；第五，rRNA的某些核苷酸序列非常保守，能保持其原初状态；第六，相对分子量适中，信息量大、易于分析，因此成了理想的研究材料。

　　云飞：嗯，温故知新。核糖体由一大一小两个亚基组成，每个亚基都是由蛋白质和核糖体核糖核酸（rRNA）组成。亚基一般按照其沉降系数进行命名。在原核生物中，大小亚基分别被称为50S和30S，共有3类rRNA，大亚基中的5S和23S rRNA，小亚基中的16S rRNA。在真核生物中，大小亚基分别被称为60S和40S，共有4类rRNA，大亚基中的5S、5.8S和28S rRNA，小亚基中的18S rRNA。线S rRNA在位置、大小和功能上大致等同于原核生物的16S rRNA。

　　1983年，穆里斯实现了聚合酶链式反应（PCR），扩增了大肠杆菌人工合成质粒（pBR322）中一个小片段。扩增子测序是通过对基因组目的区域进行PCR扩增，将目标区域DNA扩增富集后进行高通量测序的研究策略。线年代末，佩斯在老朋友乌斯的基础上发展出了新方法。通过提取微生物DNA并测序，研究出其遗传组成和群落功能。从此，人类有了一套完整理解地球生命的研究方法，可有效研究特定环境中的物种信息，包括物种差异、物种分类、物种丰度，对复杂环境中的微生物构成研究有重要的指导作用，彻底轰开了微生物世界的大门。

　　rRNA是一种非编码RNA，也就是说不会被翻译为蛋白质。如前所述，它是核糖体的主要组成部分。实际上，rRNA是一种酶，在核糖体内部负责蛋白质合成。rRNA由rDNA转录而成，是细胞内所有RNA的主要形式，大约占总体RNA的80%左右。核糖体中rRNA约占60%、蛋白质约占40%。相对而言，rDNA保守，而ITS承受的选择压力较小,进化速度较快,具备极高的可变性,且在核基因组中高度重复,这样做才能够根据保守序列中的变异位点设计特殊引物对ITS进行PCR扩增。

　　曾经植物病原真菌的分类鉴定主要是根据其营养体和子实体的形态特征。由于形态特征容易受到培养条件等因素的影响,而且许多子实体类型经常难以获得,这些都给鉴定工作带来困难。然而真菌DNA遗传稳定,不易受环境影响, 而且在生命周期任何阶段均可获得。ITS区域在不同菌株间存在丰富的变异。对ITS 区进行序列分析，不仅丰富了真菌核糖体基因ITS的序列信息,为病原真菌的分类鉴定研究提供了重要依据,而且为建立病原真菌的分子监测与疫病的快速诊断技术奠定了基础,对植物病害防治具有一定意义。此外，通过ITS序列的分析,进行系统发育研究，能判断很多属、种之间的亲缘关系。

　　乌斯留下的科学遗产毋庸置疑，他关于古菌完全不同于细菌的断言也非常正确。更重要的也许是他倡导的“通过比较基因来研究物种关系”的方法——成了现代生物学研究中最重要的部分。

　　20世纪80年代，佩斯开始研究生存在极热环境下的古菌，主要检验测试它们的rRNA。他对黄石国家公园的章鱼泉特别感兴趣。在这口深蓝色的大汽锅里，水温高达91℃，里面翻滚着众多人类还未识别的喜热微生物。这些微生物大量积聚，在泉水中形成肉眼可见的粉红色游丝。佩斯还记得，他读到关于章鱼泉的描述后，兴奋不已地冲进实验室大喊：“嘿，伙计们，瞧瞧这个！好几千克的微生物！赶紧拿桶去捞啊。”组里的另一个人说：“喂，你连它们是什么都不知道啊。”佩斯回答道：“没关系。我们大家可以给它们测个序。”

　　佩斯已经意识到，如果采用乌斯的方法，那么无须培养就可以识别某种微生物。他甚至无须看到它们，只需从旁边的环境中抽取DNA或RNA，然后为它们测序。这可以一步回答“泉水中生活着哪些微生物”，以及“它们处于生命树的哪个位置”等问题——既涵盖了生物地理学，又探讨了进化生物学，可谓一举两得。佩斯介绍道：“我们带着水桶来到黄石公园，立刻着手干了这些活。”佩斯的研究小组为两种细菌和一种古菌测了序，它们取自“寂静、美丽又布满危险”的水域，没有一个微生物是从实验室里培养出来的，所见之物都是科学新发现。他们最终于在1984年发表了研究结果，标志着人类第一次仅凭基因就能发现新物种，而这绝不是最后一次。

　　1991年，佩斯和他的学生德隆分析了一些捞自太平洋的浮游生物。他们发现了一个比黄石公园热泉中更复杂的微生物群落，共计15个细菌新种，其中两种不同于任何已知的细菌。那棵原本十分疏落的细菌生命树慢慢长出了新叶，有时甚至直接长出了整根全新的枝条。

　　从培养皿和显微镜中解放出来后，现在的微生物学家可以更全面地普查地球上的微生物。“这一直是我们的目标，”佩斯说，“微生态学曾一度停滞不前。一个人走出去，翻开一块岩石，发现一种细菌，并认为它能代表该地区的微生物组成——现在看来，这种方法愚蠢极了。从采用新方法的第一天起，我们就像是轰开了自然微生物世界的大门。我想把这句话写进我的墓志铭。这种美妙的感觉延续至今，始终没褪色。”佩斯、德隆等人很快发展出新方法，能够测序一团土壤或者一勺水中每种微生物的基因。他们提取了所有本地微生物的DNA，切成小碎片，然后一同测序。佩斯说：“我们大家可以得到任何想要的基因。”通过16S rRNA，他们能够确定某个地方有哪些细菌；通过搜索合成维生素、消化纤维素或者抵抗抗生素的基因，他们能发现当地细菌拥有的超能力。这项技术将毫无疑问地彻底改变微生物学，现在只缺一个霸气的名字。

　　还是1991年，有生物学家根据线估计，线万种。当然，这个记录保持不了多久，也不必深究。真菌是生命之树上一个独特的、多样的、生态上重要的分支。这些勤劳的生物在生态系统中发挥着至关重要的作用，如土壤、树叶、岩石和海洋的远洋区，但它们的作用主要是在幕后完成的，实际上，是隐藏在它们的基质中。真菌与植物的自养特性不同，与动物的不同之处在于它们的外部消化而不是内部消化，线亿年前从它们的姐妹王国动物中分化出来。它们大多是通过与植物逐步共同多样化而前进的，植物是它们在许多共生互动中交织在一起的伙伴。虽没一种特征是所有真菌共有，并能够定义真菌王国的，但它们的一般特征是几丁质细胞壁和一种称为渗透作用的营养吸收形式，其中分泌的酶将较大的底物和分子分解成可以以积极的方式通过细胞壁的较小的分子。当致病真菌攻击农作物、动物甚至人类时，这种营养模式（草率进食）对ECO构成了无数且日益严重的威胁。为了战胜彼此和其它微生物，真菌已经进化出许多策略来降解难以消化的底物，如纤维素，同时使用生物活性代谢产物，如抗生素、乙醇和有机酸来对抗竞争对手。尽管真菌学家很早就接受了分子系统学，但真菌的发现和分类仍然处于很大的变化之中。

　　时间不紧不慢地来到1992年，在研究导致密歇根种植园大片红松死亡的真菌时，美国密歇根理工大学的博士生安德森等人发现病原真菌来自蜜环菌属。他所在的研究团队采取多点采样，有的采样点之间的距离甚至超过5千米，得到的结果是这种超大范围的蜜环菌应视为同一个蘑菇，因为每一小朵都有高度的遗传相似性，而且菌丝相连。根据当时估算，这个庞然大物占地面积达15公顷，约等于21个足球场，活了1500年。密歇根州的记者将其称为“巨型真菌”，并引发全世界搜寻。

　　云飞：蜜环菌系担子菌门、伞菌目、白蘑科、蜜环菌属的兼性寄生性真菌,广泛分布于林区。其子实体（蘑菇）一般中等大小。菌盖直径4-14厘米，淡土黄色、蜂蜜色至浅黄褐色。老后棕褐色，中部有平伏或直立的小鳞片，有时近光滑，边缘具条纹。菌肉白色。菌褶白色或稍带肉粉色，老后常出现暗褐色斑点。菌柄细长，圆柱形，稍弯曲，同菌盖色，纤维质，内部松软变至空心，基部稍膨大。菌环白色，生在菌柄的上部，幼时常呈双层，松软，后期带奶油色。由于菌盖表面某段时间、不同程度呈蜜黄色，菌柄上部有环，所以叫“蜜环菌”。夏秋季在很多种针叶或阔叶树树干基部、根部或倒木上丛生。干后气味芳香，但略带苦味。广泛分布于北半球的温带地区。

　　云飞：天麻与鹿茸、冬虫夏草和人参并称为四大名贵中药。相传在远古时代，山林的深处居住着彝族部落，这个部落的首领得了一种头晕眼花、四肢无力的怪病。上天见这个部落的人勤劳勇敢，便派一匹天马送灵药下凡，播撒在这片原始丛林之中。人们出于感恩，就把这灵药叫做天马，久而久之，彝语就衍化成了“天麻”。关于天麻的传说还有很多，从传说中可知天麻有着良好的疗效和悠久的入药历史。

　　事实上，在《神农本草经》中就记载了天麻。该书是中医四大经典著作之一，作为现存最早的中药学著作，相传起源于神农氏，代代口耳相传，于东汉时期集结整理成书，成书非一时，作者亦非一人，秦汉时期众多医学家搜集、总结、整理当时药物学经验成果的专著，是对中国中医药的第一次系统总结。对于天麻的功效，《神农本草经》曰：“味辛温，主杀鬼精物，蛊毒恶气。久服益气力，长阴肥健，轻身增年”；《本草纲目》曰：“辛，温，无毒，久服益气力，长阴肥健，轻身增年”。《红楼梦》里因受气而胸闷头痛的薛姨妈，正是喝了“天麻钩藤煲乌鸡”这味汤，才得以恢复身体。

　　云飞：哈哈，先要搞清楚什么是生命个体。你活着，大抵可以感觉到自己是独立个体，跟隔壁老王、邻家小孩不是同一个人。在定义生命个体时，我们倾向于依靠可以观察和测量的东西。细胞以膜为界，动物以皮肤为界；我们大家可以对DNA进行测序，区分生命个体。最重要的是，我们的定义第一先考虑了有机体及其相关特征：这是一个跟环境物理分离，具有DNA并可以复制，遵照自然选择的实体。基因测序前，我们会认为遍地的蘑菇是生命群体吧，即使是隔条马路的同一种蘑菇，也不会认为是一个生命个体吧。

　　如何指认一个生命个体令人寻味。亚里士多德说：“人在本质上是社会性的动物，那些生来就缺乏社会性的个体，要么是比别人低级，要么就是超人。社会其实就是先于个体而存在的。不能在社会中生活的个体，或者是因为自我满足而无需参与社会生活的个体，不是兽类，就是天神。”在社会学家看来，人是社会性的，是属于一种特定的文化，并且认同这种文化，在这种文化的支配下存在的生命个体。在人类认识史上，关于自然世界的重大发现及科学知识的重大革命，总会催生出对生命现象乃至社会现象的思考。一旦我们不难发现自我局限及人类大脑中都会存在的偏见，就可能更好地思考，作出明智的决定。即使决定本身存在局限和偏见，我们仍旧是会相信并期待智光重朗。

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