許多生命體都有基本的合作能力。植物和動物由數十億個細胞組成，這些細胞相互交流，執行特定任務，共享資源。許多單細胞微生物以同樣多方面的方式進行合作：它們形成群落，相互交換有用的基因和資源。
黃色粘液球菌（Myxococcus xanthus，M. xanthus）尤其善于合作。在世界各地的土壤中都有發現，它已被科學家用作研究微生物合作和發展的模式生物。這種捕食性細菌的胞體形成了協同菌群，在土壤中聚集并獵殺其他微生物。
為了作為一個群體移動，它們分泌潤滑物質并釋放附著在周圍表面和其他微生物上的附著物，當它們收縮這些附著物時向前移動。當食物變得稀缺時，數千種細菌聚集成一個子實體，形成靜止的孢子，使它們能夠抵御饑餓和干旱。
關系密切，但卻迥然不同
研究人員先前的理論認為，自然界中合作的微生物群通常具有社會同質性，因為這樣可以防止細菌間的沖突破壞合作。來自不同群體的不同基因型的個體被證明經常相互抑制、阻礙甚至互相攻擊。
“在過去，我們對自然界中這些社會菌群的遺傳組成了解非常有限，”研究人員說。研究人員更密切地研究了土壤中同一個M. xanthus菌群成員之間的遺傳關系。實驗室的冰柜中，收藏著多的M. xanthus菌株。
研究人員利用遺傳分析表明，雖然M. xanthus的菌群確實由密切相關的細菌組成，但在這個群體中發現的遺傳類型和社會行為的多樣性卻出乎意料地高。研究人員推斷，這些多樣化細菌株的集合可以保持數百代的完整性。
社會基因選擇
在他們的研究中，研究人員調查了近從一個共同祖先繁殖出來的一組細菌。突變在這些群體中形成了各種社會行為不同但密切相關的菌株，這些菌株在它們聚集的速度或在產生的孢子數量上存在差異。
某些形式的多樣性對群體的生產力構成了威脅。例如，單個細菌可以表現出“欺騙”行為：它們在利用群體里其他成員和降低群體功能的同時對群體貢獻很少。
“然而，群體的行為研究并沒有發現這種破壞社會的欺騙行為，”Wielgoss說。相比之下，雖然大多數群體具有高度的遺傳和社會多樣性，但觀察到的多樣性似乎不會破壞群體層面的合作功能。
研究人員將這種高多樣性的行為模式歸因于進化選擇，進化選擇集中于少數控制細菌社會習性的“社會”基因。自然選擇所青睞的這些“選擇熱點”中的突變會導致各種行為變化，從而形成一個孢子產生水平和聚集速度不同的細菌社會。研究人員推測，同一群體中不同的物種在合作能力上也可能有所不同，盡管這項研究并未對此進行測試。
研究人員解釋說，自然選擇可能有利于多種菌株系的某些組合，而不是其他組合，甚至不是同一種菌株的組合：“具有大量行為指令的菌群可能對環境變化作出更有效的反應。它們通常比行為相同的菌群在進化上更成功。 '文化多樣性 '似乎在細菌社會群體中相當常見。”
理解細胞合作
微生物無處不在。它們在我們的日常生活中發揮著重要的作用：在我們的腸道菌群中起到輔助作用，在食品生產中起到病原體或抑制劑的作用。許多細菌在自然界中也結合成協同的菌群。研究人員認為，這些對土壤中合作細菌的遺傳和行為特性的新見解可能有助于我們理解在其它類型細菌中的合作，包括重要的病原體銅綠假單胞菌感染免疫受損患者并導致嚴重的長期感染。
