我们星球上的空气，地球和水在与生物搏动。然而，存在着广阔而多样的生活网，对此几乎一无所知。这是鞭毛虫的世界，微小生物在世界许多不同的生态系统中以惊人的数量持续存在。

根据亚利桑那州立大学生物进化机制生物设计中心的研究员杰里米·韦德曼(Jeremy Wideman)的说法，我们有很多东西要向这些精致而又千差万别的生物学习。鞭毛虫可能会提供令人惊讶的线索，说明可能发生在1.5亿至20亿年前的阴影事件(没有人真正确定时机)，随着新型细胞的到来。

它被称为LECA，是一种原始卵，其复杂的生命从鞭毛生物，真菌和植物，到昆虫，斑马和人类，都在地球上爆炸并蔓延开来。

在今天发表在《自然微生物学》杂志上的一项新研究中，维德曼及其同事(包括埃克塞特大学的托马斯·理查兹教授)描述了一种研究真核鞭毛生物基因组的新方法，众所周知，这种方法很难精确定位和测序。

具体来说，他们研究了线粒体DNA的样品，对大约100个此类基因组进行了测序，分析了以前未记录的鞭毛。这项新技术可以帮助像Wideman这样的科学家开始填补真核生物难题的大部分空白区域，在那里鞭毛虫的生命会蓬勃发展。

蜂窝世界

维德曼最初是一名传统的细胞生物学家，但对该领域内许多尚未解决的问题感到沮丧，最近又加入了新兴的进化细胞生物学学科。这个迅速发展的研究领域以细胞为基础来研究进化过程，并从进化生物学中引入概念，以更好地了解细胞的工作原理。他说：“我实际上是一位细胞生物学家，想了解更多我们不知道的事情。”

进化细胞生物学是一项深入的跨学科研究，将进化论，基因组学和细胞生物学与生物化学，生物物理学和种群遗传学的定量分支相融合。

鞭毛虫包括许多与人类疾病有关的寄生虫，从肠虫贾第虫到更具破坏性的锥虫和利什曼原虫。鞭毛虫还执行更仁慈的任务。作为水生生态系统中细菌和其他生物的主要消费者，它们有助于确保有限养分的循环利用。

单细胞真核生物(包括鞭毛)构成了绝大多数的真核生物多样性，大大超过了人们熟悉的多细胞植物，动物和真菌。正如威德曼所强调的那样，鞭毛虫尽管在全球范围内具有举足轻重的地位，但仍然是生活世界中几乎完全未知的居民，也是最神秘的动物之一。在显微镜下观察时，它们通常具有科幻般的外观与生物学教科书中通常描述的真核细胞种类明显不同。它们从相对原始的原核生物中出现，标志着地球上生命史上最重大的转变。

威德曼说：“异养鞭毛虫的新家族正在以惊人的速度被发现。” “在过去的两年中，已经发现了2个王国级别的血统(请参阅此处和此处)，这意味着十亿年来一直独立于动物和真菌而进化的血统。” 然而，研究人员几乎没有刮过这种惊人多样性的表面，必须采用新方法来加快探索速度。(营养菌是不能合成自己的食物，而是依靠其他生物来营养的生物。)

微生物野生动物园

任何一滴池塘，湖泊或海水都可能含有许多鞭毛虫，但是将它们与众多非鞭毛虫分开并通过常规方法准确读取其基因组是缓慢而艰苦的工作。现存的鞭毛虫只有一小部分具有已知的基因组序列，甚至有可能实际上从未见过绝大多数。据韦德曼说，鞭毛生物是真核生物的“暗物质”。

威德曼说：“异养鞭毛是目标。” “它们不是血统。它们是来自生命之树的许多许多血统。LECA，最后的真核共同祖先，是异养鞭毛，这意味着，每个主要的(真核生物)进化来自某种异养鞭毛。”

为了获得难以捉摸的鞭毛线粒体DNA，研究人员利用了所有鞭毛虫共有的特征，并以它们的名字命名—鞭毛的存在，与动物精子不同，鞭毛位于细胞的前部，经常被用来拉动它们前进。像微小的乳房中风，但也涉及感觉，进食以及可能还有的其他未知功能。

鞭毛富含一种称为微管蛋白的特殊蛋白质。识别鞭毛的新方法并将其与水生邻居(主要是藻类和细菌)区分开来的新方法利用了这一事实，即通过对带有鞭毛的生物进行选择性染色，并通过其高微管蛋白含量对其进行激活。(藻类细胞天然以其叶绿体为标志，而新研究中所关注的鞭毛缺乏)。

2014年在加利福尼亚海岸附近收集的海水样本提供了一个测试案例。使用该技术，研究人员收集了线粒体序列数据，从而大大扩展了通过分子手段鉴定的鞭毛类目。实际上，他们使鞭毛生物的线粒体DNA库增加了一倍。韦德曼说：“我们得到了许多许多不同种类的生物。因此，这是一个非常丰富的样本，几乎没有相同的样本。”

寻找LECA

除了生命起源的奥秘之外，关于真核生物来自何处以及如何发生LECA事件的谜题，在整个生物学中都是最重要，最令人困扰的问题。(它被称为生活世界中心的黑洞。)

从所有复杂的生命开始，正确确定真核生物关键创新背后的事件顺序，将需要对现有真核生物领域(尤其是鞭毛虫)的未开发区域进行更多研究。韦德曼认为，鉴定和测序这些生物的技术的迅速发展，例如新研究中概述的一种，为希望这些问题有一天能找到答案提供希望。