《Cell》杂志最近发表了有关昆虫共生细菌的新功能，这些细菌实际上已经发育成为了昆虫的组成部分。

文章一作、埃默里大学生物系博后学者Hassan Salem在生物学家Nicole Gerardo实验室工作。他们专门研究昆虫微生物相互作用进化生态学。该实验室结合基因组学等实验方法，目的是了解有益和有害微生物如何与宿主建立并维持关系。

人类肠道容纳了1万种细菌，这些微生物群落既可以从微生物角度研究它们的遗传特征，也可以动态地反映环境变化。例如，在城市居住的人体内的微生物与在野外狩猎的人体内的微生物通常具有不同特点。

与人类不同的是，昆虫的生活环境一般较为恒定，它们可作为研究微生物与宿主之间共生关系的简单模型。

Salem对一种名为Cassida rubiginosa的龟甲虫非常痴迷。他在德国Max Planck研究所读博期间看过已故共生系统研究先驱Paul Buchner写的一本有关Cassida rubiginosa的书。“书中写到，与大多数食叶甲虫不同，Cassida rubiginosa拥有与众不同的填满细菌的囊状器官，”Salem在查找过去的文献资料时发现。“由于过去缺乏高分辨率的显微设备，也没有基因组测序技术，所以他们没能对这些神秘微生物的功能发表评论。”

利用现代荧光成像技术观察囊状器官横切面中的共生细菌

受这篇文章启发，Salem去新西兰收集了一些食叶甲虫。这些甲虫主要以带刺的加州蓟（菊科）为食。对新西兰牧羊人来说加州蓟是一种使牧草减产的有害杂草，并且极难去除。

食叶甲虫体内的共生细菌可以帮助它们分解加州蓟上多数动物都无法消化的大量的由胶质（pectin）等难消化物质组成的植物细胞壁。Salem说：“Cassida rubiginosa甲虫的前肠有两个器官用于储藏细菌，除此之外别无它用。这些器官的功能相当于人类肝脏，富含分解和加工食物的工具。”

利用基因组测序技术，研究人员成功鉴定了这种昆虫共生细菌，并将其命名为Candidatus Stammera capleta以纪念80年前第一次报道它们的生态学家Hans Jurgen Stammer。

它们的基因组只有27万个碱基对，对比其他自由生活的微生物，这样的基因组大小差不多跟细胞内的细胞器相当。例如调节细胞内新陈代谢的线粒体就含有10万个碱基对。尽管该细菌的基因组很小，但它仍具有降解果胶的能力。

“细菌有果胶消化基因，甲虫的消化系统可以从细菌分解物中获得氨基酸和维生素等营养元素，”Salem说。

“对我来说，我认为那本古老的著作对这种新细菌的发现非常重要，”Salem说。“它说明了图书馆收藏旧文献期刊的重要性，我们正站在巨人肩膀上进一步拓展前人的发现。”