南希·莫蘭(Nancy Moran)在一些不太可能的地方找到了進(jìn)化的線索。大約20年前，她住在亞利桑那州，她會(huì)經(jīng)常光顧圖森一家墨西哥餐館，而不僅僅是購(gòu)買(mǎi)食物。她經(jīng)常爬在其后面的防火通道上，參觀樸樹(shù)的上部樹(shù)枝-以及潛伏在那里的所有昆蟲(chóng)。一天晚上，她伸手到樹(shù)葉上，挖出一個(gè)難以描述的蟲(chóng)子，這有助于改變她和其他生物學(xué)家對(duì)復(fù)雜生命進(jìn)化的看法。

她發(fā)現(xiàn)了芝麻大小的蟲(chóng)子-木虱，它導(dǎo)致植物的莖或葉取食，在昆蟲(chóng)周?chē)纬蓤?jiān)硬的結(jié)節(jié)，稱為called蟲(chóng)。這些共生細(xì)菌似乎捕獲了細(xì)胞進(jìn)化的關(guān)鍵階段。莫蘭(Moran)回到實(shí)驗(yàn)室并分析了臭蟲(chóng)的微生物后發(fā)現(xiàn)它們的基因組非常收縮，以至于它們似乎失去了自己生存的能力。它們可能正在轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞器，例如線粒體和葉綠體，它們起源于生命史早期的共生微生物，但最終成為細(xì)胞的依賴區(qū)域。

莫蘭(Moran)現(xiàn)在是奧斯汀的德克薩斯大學(xué)(UT)的進(jìn)化生物學(xué)家，他從對(duì)植物寄居昆蟲(chóng)的突破性發(fā)現(xiàn)中建立了自己的事業(yè)。她對(duì)木虱，蚜蟲(chóng)和其他吸汁昆蟲(chóng)的研究發(fā)現(xiàn)了與內(nèi)部細(xì)菌的錯(cuò)綜復(fù)雜，相互交織的關(guān)系，這些細(xì)菌可以幫助他們?cè)谏倭康闹参镏嬍持猩妗Ｄm(Moran)是“共生領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)者，并通過(guò)嚴(yán)格的工作和創(chuàng)造力做到了這一點(diǎn)，”曾任博士后，現(xiàn)在是密蘇拉州蒙大拿大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家的約翰·麥卡奇頓(John McCutcheon)說(shuō)。

如今，這種共生因創(chuàng)造生命而廣為人知。產(chǎn)生能量的線粒體為所有復(fù)雜細(xì)胞提供動(dòng)力。進(jìn)行光合作用的葉綠體使植物的生命成為可能。其他寄主-微生物聯(lián)盟的鞏固使動(dòng)物得以擴(kuò)展其所能食用的食物，使其多樣化成為新物種，并征服了地球的幾乎所有部分。我們?nèi)祟?lèi)越來(lái)越意識(shí)到，腸道，皮膚以及其他地方(我們的微生物組)中的微生物群落會(huì)影響我們的身體甚至精神健康。

莫蘭(Moran)在職業(yè)生涯初期獲得了麥克阿瑟(MacArthur)的“天才獎(jiǎng)”，并于2004年當(dāng)選為美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士。她與另一位UT生物學(xué)家霍華德·奧克曼(Howard Ochman)合作了20多年，既有個(gè)人經(jīng)歷，也有1998年結(jié)婚的經(jīng)歷。她致力于共生。他的研究范圍更廣，但是貢獻(xiàn)了有關(guān)微生物如何進(jìn)化的基本原理。UT同事的生物技術(shù)專家Andrew Ellington說(shuō)：“這是一對(duì)強(qiáng)大的力量。”

在發(fā)現(xiàn)共生的進(jìn)化根源數(shù)十年之后，Moran現(xiàn)在尋求微生物群落尋求解決當(dāng)今挑戰(zhàn)的方法。她正在研究蜜蜂中的腸道細(xì)菌，這種細(xì)菌取決于微生物的繁殖。她希望，這種新系統(tǒng)將為阻止蜜蜂和其他傳粉媒介的衰落提供建議，并可能為探索腸道微生物在人體內(nèi)的作用提供一個(gè)簡(jiǎn)單的模型。

年輕的莫蘭(Moran)與她的七個(gè)兄弟姐妹在外面玩?；蛟诘每怂_斯州達(dá)拉斯市的露天劇院里玩耍時(shí)，她父親會(huì)盡一切可能收集蟲(chóng)子，樹(shù)葉和花朵。她回憶說(shuō)：“我被稱為喜歡植物和昆蟲(chóng)的孩子。”她最喜歡的是狼蛛。(是的，昆蟲(chóng)學(xué)博士知道它們是蜘蛛，而不是昆蟲(chóng)。)她把它們放在罐子里，給它們喂fed。她的家人接受了她的嗜好，只有在9歲時(shí)她才說(shuō)服朋友，他們說(shuō)服朋友們應(yīng)該測(cè)試學(xué)校操場(chǎng)旁邊的常春藤是否真的會(huì)引起皮疹。莫蘭回憶說(shuō)：“那是一場(chǎng)可怕的災(zāi)難。”

但是她很慢地意識(shí)到自己可以從事生物學(xué)事業(yè)。在UT，她主修藝術(shù)，然后主修哲學(xué)。但是生物學(xué)入門(mén)課程(大學(xué)要求)產(chǎn)生了持久的影響。“一旦我了解了進(jìn)化和自然選擇，我就認(rèn)為這是花時(shí)間最有趣的事情，”莫蘭說(shuō)。

莫蘭(Moran)在安阿伯(Ann Arbor)的密歇根大學(xué)(University of Ann Arbor)讀研究生時(shí)，與20世紀(jì)著名的理論進(jìn)化生物學(xué)家WD哈密爾頓(WD Hamilton)一起接受了訓(xùn)練，他們成為了密友。莫蘭說(shuō)：“我們談?wù)摿艘磺?hellip;…大創(chuàng)意，以及什么樣的科學(xué)在理解生命的進(jìn)化方面有所不同。”昆蟲(chóng)學(xué)仍然是她的初戀。她每有空就扭動(dòng)著灌木叢，望著葉子下面，凝視著花朵，看看自己能找到什么樣的新昆蟲(chóng)。

1986年，她在亞利桑那州圖森市的亞利桑那大學(xué)任教后，戴維斯加州大學(xué)(UC)的微生物學(xué)家保羅·鮑曼(Paul Baumann)打電話給她，將她的兩種科學(xué)熱情聯(lián)系在一起。鮑曼正在研究布奇納(Buchnera)，一種曾經(jīng)自由生活的細(xì)菌，現(xiàn)在僅在蚜蟲(chóng)內(nèi)部發(fā)現(xiàn)。在1960年代，一位名叫保羅·布赫納(Paul Buchner)的德國(guó)生物學(xué)家對(duì)這些共生共生體進(jìn)行了分類(lèi)，并寫(xiě)了一個(gè)書(shū)集，上面詳盡地描述了它們?cè)谘料x(chóng)，虱子，甲蟲(chóng)和其他昆蟲(chóng)中的生活。布赫納認(rèn)為，這些共生關(guān)系是至關(guān)重要的，終生的關(guān)系，這種關(guān)系已經(jīng)存在了數(shù)百萬(wàn)年。

如果是這樣的話，微生物和昆蟲(chóng)一定一起進(jìn)化了-它們的DNA可以講述這個(gè)故事。為了驗(yàn)證這一想法，鮑曼需要莫蘭的蚜蟲(chóng)專業(yè)知識(shí)。通過(guò)對(duì)各種蚜蟲(chóng)物種及其Buchnera的基因組進(jìn)行測(cè)序，Baumann和Moran為這兩種生物建立了家譜，并發(fā)現(xiàn)微生物已經(jīng)與昆蟲(chóng)同步發(fā)展。他們利用各種蚜蟲(chóng)化石對(duì)樹(shù)木進(jìn)行了測(cè)年，發(fā)現(xiàn)這種合作關(guān)系始于大約2億年前。從那時(shí)起，布赫納(Buchnera)就與它的寄主一起從一代蚜蟲(chóng)傳到了下一代。