地球上的生命最早是以單細胞的形式出現的，後來才進化出多細胞生物。最早的單細胞生物出現在大約35億年前，而多細胞生物出現的時間則要晚得多，最新的研究表明，最早可能出現於大約21億年前。這就是說，從單細胞進化到多細胞，大自然用了差不多14億年的時間。
科學家至今還不清楚單細胞生物是如何進化成多細胞生物的，這個問題是繼生命起源之後的第二大謎。想來，這個過程應該是挺不容易的。但是，最近的一項實驗卻讓人大吃一驚，美國科學家在實驗室裡，用短短2個月時間就讓單細胞生物進化到了多細胞生物，走完了大自然14億年的歷程。
實驗室裡模擬進化
科學家用的材料是普通的啤酒酵母菌，這是一種單細胞生物。他們的方法很簡單：首先在試管裡培養酵母菌，然後把試管放在離心機上對酵母菌進行分離；你不妨試想一下，假如試管裡裝的是泥砂，那麼顆粒愈大的砂子在離心作用下愈先沉澱到試管底部；同樣道理，那些由幾個酵母菌抱成團的細胞集團，也會最先沉澱到試管底部；取出這些酵母菌團，用另一隻試管加以培養，然後又放回離心機上分離，第二次分離出的酵母菌團比原先的就會大些，比如第一次分離出的酵母菌團大概只含2個酵母菌細胞，而第二次大概就含3個細胞了……不斷重複這個過程，60天，也就是差不多350代之後，試管裡出現了一團像雪花一樣的東西，——這是一個由許多酵母菌細胞組成的多細胞集團。
但尤其重要的是，這個多細胞集團並非是由單個酵母菌細胞簡單聚在一起的集合體；這些細胞我離不開你，你離不開我，已經具有了密切的聯繫。
又經過了幾百代的選擇，「雪花團」裡的細胞開始顯示出具有初步的分工。當「雪花團」長到一定的尺寸，裡面就開始孕育出一個新的細胞團，這個新細胞團逐漸長大，大到一定程度，原來「雪花團」外圍的一些細胞就自動死亡，造成一個缺口，而新細胞團就通過這個缺口分離出去。這說明，這個酵母菌的多細胞集團已經具有了繁殖的功能，這是多細胞集團整體作為一個獨立生命的最重要的特徵之一。
此外，既然死亡對單個細胞是不利的，而有些細胞卻甘願死亡，這也是細胞之間為了「集體」的利益而進行合作的最明顯的例子，同時也是多細胞集團作為作為一個獨立生命的另一個標誌。
解開了生物學上的第二大謎？
在上述過程中，離心作用在進化上就相當於外界施加給酵母菌的「自然選擇」。
科學家為了排除偶然性的幹擾，同時進行了10組試驗，最後每一組都進化出了這樣具有獨立生命特徵的多細胞集團。
此外為了比較，他們還給某些組設置了不同的離心速度，這在進化上就相當於給予這些酵母菌不同的自然選擇條件。他們發現，條件的不同並沒有改變最後的結論，只是最後具有獨立生命的多細胞集團個頭大小有差別而已。
這個實驗結果讓進化生物學家大吃一驚。原來生物從單細胞進化到多細胞竟如此容易，所謂生物學上的第二大謎恐怕也不成其為謎了。
也有科學家提出批評，他們認為這個實驗選用的材料不合適。酵母菌雖然現在是單細胞生物，但在進化史上曾一度也形成過多細胞生物，後來又退化了回去；就好比一群農民，原先也曾組織過人民公社，後來公社解散，又各幹各的了。不過雖然已經退化，單個酵母菌畢竟已經具有了形成多細胞生物的潛質或者經驗，比如懂得在適當的時候如何與別的細胞合作等等。所以在實驗中，它們形成多細胞生物也不算特別奇怪。但考慮到多細胞生物形成之初，那是有史以來的第一次嘗試，那些參與的單細胞從來沒有過任何合作的經驗，它們最後形成多細胞生物的過程肯定要比酵母菌形成多細胞生物要困難得多。所以，這個實驗似乎說明不了什麼問題。
主持這項實驗的科學家對此批評的應對是，他們下一步將選擇一種從有史以來一直是單細胞的生物來重複上面的實驗，看看它們是否也會進化出具有生命特徵的多細胞集合體。
生命最初從單細胞進化到多細胞，真的有那麼容易嗎？我們還要拭目以待。
本文源自大科技〈科學之謎〉 雜誌文章 歡迎您關注大科技/span>