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

她發(fā)現(xiàn)了芝麻大小的蟲子-木虱，它導(dǎo)致植物的莖或葉取食，在昆蟲周圍形成堅硬的結(jié)節(jié)，稱為called蟲。這些共生細菌似乎捕獲了細胞進化的關(guān)鍵階段。莫蘭(Moran)回到實驗室并分析了臭蟲的微生物后發(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)榧毎鳎缇€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)的進化生物學(xué)家，他從對植物寄居昆蟲的突破性發(fā)現(xiàn)中建立了自己的事業(yè)。她對木虱，蚜蟲和其他吸汁昆蟲的研究發(fā)現(xiàn)了與內(nèi)部細菌的錯綜復(fù)雜，相互交織的關(guān)系，這些細菌可以幫助他們在少量的植物汁飲食中生存。莫蘭(Moran)是“共生領(lǐng)域的開創(chuàng)者，并通過嚴格的工作和創(chuàng)造力做到了這一點，”曾任博士后，現(xiàn)在是密蘇拉州蒙大拿大學(xué)的進化生物學(xué)家的約翰·麥卡奇頓(John McCutcheon)說。

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)雜細胞提供動力。進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)盟的鞏固使動物得以擴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)祟愒絹碓揭庾R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”，并于2004年當選為美國國家科學(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，但是貢獻了有關(guān)微生物如何進化的基本原理。UT同事的生物技術(shù)專家Andrew Ellington說：“這是一對強大的力量。”

在發(fā)現(xiàn)共生的進化根源數(shù)十年之后，Moran現(xiàn)在尋求微生物群落尋求解決當今挑戰(zhàn)的方法。她正在研究蜜蜂中的腸道細菌，這種細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)的作用提供一個簡單的模型。

年輕的莫蘭(Moran)與她的七個兄弟姐妹在外面玩耍或在得克薩斯州達拉斯市的露天劇院里玩耍時，她父親會盡一切可能收集蟲子，樹葉和花朵。她回憶說：“我被稱為喜歡植物和昆蟲的孩子。”她最喜歡的是狼蛛。(是的，昆蟲學(xué)博士知道它們是蜘蛛，而不是昆蟲。)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歲時她才說服朋友，他們說服朋友們應(yīng)該測試學(xué)校操場旁邊的常春藤是否真的會引起皮疹。莫蘭回憶說：“那是一場可怕的災(zāi)難。”

但是她很慢地意識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)入門課程(大學(xué)要求)產(chǎn)生了持久的影響。“一旦我了解了進化和自然選擇，我就認為這是花時間最有趣的事情，”莫蘭說。

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，與20世紀著名的理論進化生物學(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：“我們談?wù)摿艘磺?hellip;…大創(chuàng)意，以及什么樣的科學(xué)在理解生命的進化方面有所不同。”昆蟲學(xué)仍然是她的初戀。她每有空就扭動著灌木叢，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。

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)自由生活的細菌，現(xiàn)在僅在蚜蟲內(nèi)部發(fā)現(xiàn)。在1960年代，一位名叫保羅·布赫納(Paul Buchner)的德國生物學(xué)家對這些共生共生體進行了分類，并寫了一個書集，上面詳盡地描述了它們在蚜蟲，虱子，甲蟲和其他昆蟲中的生活。布赫納認為，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)百萬年。

如果是這樣的話，微生物和昆蟲一定一起進化了-它們的DNA可以講述這個故事。為了驗證這一想法，鮑曼需要莫蘭的蚜蟲專業(yè)知識。通過對各種蚜蟲物種及其Buchnera的基因組進行測序，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)與昆蟲同步發(fā)展。他們利用各種蚜蟲化石對樹木進行了測年，發(fā)現(xiàn)這種合作關(guān)系始于大約2億年前。從那時起，布赫納(Buchnera)就與它的寄主一起從一代蚜蟲傳到了下一代。