许多生命体都有基本的合作能力。植物和动物由数十亿个细胞组成，这些细胞相互交流，执行特定任务，共享资源。许多单细胞微生物以同样多方面的方式进行合作：它们形成群落，相互交换有用的基因和资源。
黄色粘液球菌（Myxococcus xanthus，M. xanthus）尤其善于合作。在世界各地的土壤中都有发现，它已被科学家用作研究微生物合作和发展的模式生物。这种捕食性细菌的胞体形成了协同菌群，在土壤中聚集并猎杀其他微生物。
为了作为一个群体移动，它们分泌润滑物质并释放附着在周围表面和其他微生物上的附着物，当它们收缩这些附着物时向前移动。当食物变得稀缺时，数千种细菌聚集成一个子实体，形成静止的孢子，使它们能够抵御饥饿和干旱。
关系密切，但却迥然不同
研究人员先前的理论认为，自然界中合作的微生物群通常具有社会同质性，因为这样可以防止细菌间的冲突破坏合作。来自不同群体的不同基因型的个体被证明经常相互抑制、阻碍甚至互相攻击。
“在过去，我们对自然界中这些社会菌群的遗传组成了解非常有限，”研究人员说。研究人员更密切地研究了土壤中同一个M. xanthus菌群成员之间的遗传关系。实验室的冰柜中，收藏着多的M. xanthus菌株。
研究人员利用遗传分析表明，虽然M. xanthus的菌群确实由密切相关的细菌组成，但在这个群体中发现的遗传类型和社会行为的多样性却出乎意料地高。研究人员推断，这些多样化细菌株的集合可以保持数百代的完整性。
社会基因选择
在他们的研究中，研究人员调查了近从一个共同祖先繁殖出来的一组细菌。突变在这些群体中形成了各种社会行为不同但密切相关的菌株，这些菌株在它们聚集的速度或在产生的孢子数量上存在差异。
某些形式的多样性对群体的生产力构成了威胁。例如，单个细菌可以表现出“欺骗”行为：它们在利用群体里其他成员和降低群体功能的同时对群体贡献很少。
“然而，群体的行为研究并没有发现这种破坏社会的欺骗行为，”Wielgoss说。相比之下，虽然大多数群体具有高度的遗传和社会多样性，但观察到的多样性似乎不会破坏群体层面的合作功能。
研究人员将这种高多样性的行为模式归因于进化选择，进化选择集中于少数控制细菌社会习性的“社会”基因。自然选择所青睐的这些“选择热点”中的突变会导致各种行为变化，从而形成一个孢子产生水平和聚集速度不同的细菌社会。研究人员推测，同一群体中不同的物种在合作能力上也可能有所不同，尽管这项研究并未对此进行测试。
研究人员解释说，自然选择可能有利于多种菌株系的某些组合，而不是其他组合，甚至不是同一种菌株的组合：“具有大量行为指令的菌群可能对环境变化作出更有效的反应。它们通常比行为相同的菌群在进化上更成功。 '文化多样性 '似乎在细菌社会群体中相当常见。”
理解细胞合作
微生物无处不在。它们在我们的日常生活中发挥着重要的作用：在我们的肠道菌群中起到辅助作用，在食品生产中起到病原体或抑制剂的作用。许多细菌在自然界中也结合成协同的菌群。研究人员认为，这些对土壤中合作细菌的遗传和行为特性的新见解可能有助于我们理解在其它类型细菌中的合作，包括重要的病原体铜绿假单胞菌感染免疫受损患者并导致严重的长期感染。
