第一章
引言：酵母基础知识

这是一个关于我们与酵母从远古时代就相互依赖的故事，即微生物和人类是如何在历史上相互引领，以及这种关系如何在21世纪得以蓬勃发展的故事。从早上的烤面包到晚上的葡萄酒，酵母是上天对人类的恩宠，我们与这种小真菌的交流逐年加深。它提供了我们日常的面包，满足了我们对葡萄酒和啤酒的渴望，从而使我们不再狩猎和采集，过上了更安定的农耕生活。没有酵母，地球将是一个无酒精的星球，每一块面包都将是未发酵的。在我们这个时代，酵母成了生物技术的宠儿，生产着一系列拯救生命的药物，以及数百亿升的生物燃料，以减缓气候变化。

酵母，一种嗜糖真菌，从一开始就是人类文明的隐形伙伴（图1）。一万年前，我们的祖先放弃了野味和野果，转而养殖动物、种植谷物。我们对这种真菌生产的啤酒和葡萄酒的喜爱是促使我们离开森林和草原、进行农业定居的主要因素。原因很简单：需要一个村庄来经营啤酒厂或管理葡萄酒庄园。早期农民适度饮酒也有助于巩固社会关系、培养社区意识。随着农业社区的生活变得更加可预测，酿造和烘焙技术也随之发展。

在知道酵母是什么之前，我们就知道酵母有什么作用了。6000年前，苏美尔酿酒师将发酵过程归功于宁卡西（Ninkasi）女神，还有许多其他神灵在古代也被认为是酿酒之神。约翰逊（Samuel Johnson）博士在其出版于 1755 年的著名词典中，将酵母（yeast）定义为“发酵中的啤酒泡沫或啤酒之花”，并与同义词“发酵的泡沫”（barm）共同注释为“酵母；一种放入饮料中使饮料发酵的发酵液”。 ^[1] 用生物学的酵母概念取代这些有关酵母的原始宗教概念和工业概念是一个非常缓慢的过程。17世纪显微镜发明后，酵母细胞是首批在显微镜下被观察到的微生物之一。1680 年，列文虎克（Anton van Leeuwenhoek）在啤酒液滴中观察到了酵母细胞，尽管当时他并不认为这些小“颗粒”是活的。18世纪，包括法国科学家拉瓦锡（Antoine Lavoisier）在内的化学家们研究了酿酒中的发酵过程，用原始显微镜观察酵母的研究人员得出结论：发酵过程产生了酵母，而不是酵母导致发酵。由于不知道微生物是可以进行化学转化或导致疾病的活物，所以没有理由认为酵母细胞是值得进一步研究的东西。

19世纪，人们认识到酵母是一种产酒精的生物。法国植物学家德马齐埃（Jean-Baptiste Henri Joseph Desmazières）将在啤酒中观察到的真菌命名为啤酒霉（ Mycorderma cervisiae ，cervisia是拉丁语中啤酒的意思），而他在葡萄酒中看到这种真菌时，将其称为葡萄酒霉（ Mycoderma vini ）。 ^[2] 德国生物学家施旺（Theodor Schwann）把酵母叫作Zuckerpil，即糖真菌或糖蘑菇，他的同事梅恩（Franz Meyen）于1838年提出了现代的拉丁文学名：酿酒酵母（ Saccharomyces cerevisiae ）（图2）。 ^[3]

更先进显微镜与巧妙发酵实验的结合，促使人们得出结论：酵母是在葡萄酒和啤酒中产生酒精的活性物质。 有机化学家对这些发现一直抱有质疑，他们认为，被描述为“细胞”的物体是化学反应沉淀出来的矿物质；酒精是纯化学反应而非生物化学反应的产物。但随着19世纪 60年代越来越多的证据支持酵母可作为催化剂，巴斯德（Louis Pasteur）通过一系列精彩的实验演示，使大多数反对的声音归于沉寂。 酵母被证明是一种活体，并被公认为是一种在人类生活中具有重大意义的微生物。

这些对酵母至高无上地位的评价中存在一些西方偏好。虽然真菌是人类文明的基础，但我们对酵母的营养依赖主要集中在罗马帝国后裔身上，这些人生活在欧洲、北非、中东、大洋洲和美洲。在亚洲和撒哈拉以南非洲的文化中，发酵面包一直都没那么重要。酒精消费人口的统计则更加复杂。伊斯兰教、摩门教和许多基督教教派的信徒都是滴酒不沾的，但今天至少有20亿人喜欢酿造和蒸馏的饮料。

根据普林尼（Pliny）的说法，第三次马其顿战争（公元前 171—前168年）后，无酵面包被用酵母发酵的面包取代。 ^[4] 大约在同一时期，罗马共和国的葡萄酒产量达到顶峰，葡萄园遍布欧洲被征服的领土，以满足快速增长的人口的需求。在普林尼死后的2000年里，发酵面包一直在西方饮食中占有一席之地，同时西方对葡萄酒和啤酒的热爱从来未减丝毫。

酒精的诱惑是不可抗拒的。如果酵母从未进化，我们将被迫发明它。葡萄酒和啤酒会改变我们当下的感知，会让我们在生活中感到开心快乐，甚至当我们沉迷其中时，会使我们堕落。酒精可以帮助我们从天堂滑向地狱，反之亦然。它作用于中枢神经系统，既是强效的兴奋剂，也是强效的镇静剂，这解释了为何不同剂量的酒精会有不同的作用，从产生轻度快感到致人死亡。它的合法性让我们忽略了这种酵母产品的真实本质是一种强效精神药物。在古代，人们为酒醉经历想象出了各种超自然的解释，于是各种与酒有关的神的传说蓬勃发展，包括希腊酒神狄俄尼索斯（Dionysus）和他的罗马化身巴克科斯（Bacchus），阿兹特克神特资卡宗特卡托（Tezcatzontecati），以及前面提到的苏美尔女神宁卡西。葡萄酒是《圣经》中必不可少的饮料。富兰克林（Benjamin Franklin）写道：“看哪，甘霖从天上降到我们的葡萄园，进入葡萄树的根部，变成了葡萄酒，这是上帝爱我们、希望我们幸福的永恒证明。”对那些不可知论者来说，我们可以为我们小真菌的进化根源干杯。

要了解酵母的力量，我们必须定义它产生什么。酒精既可以用来指代乙醇，是一种物质，也可以指代其他具有类似结构的化学物质，是很多种物质。其他醇类物质包括甲醇（木醇）、山梨醇（一种常见的糖替代品）和薄荷醇（来自薄荷）。英文中，名称以-ol结尾的化学品表示存在羟基（—OH），是醇类。然而，在本书中，“酒精”（alcohol）将在口语意义上用来指代乙醇（ethanol）。这个小分子包含与多个氢原子和一个羟基相连的一对碳原子：CH ₃ —CH ₂ —OH。

乙醇是自然界中罕见的分子。除了由酵母生成外，乙醇的合成仅可通过发芽的种子和几种细菌。这些细菌倾向于产生难闻的味道，会破坏啤酒和苹果酒的风味，因此它们几乎无法与酵母竞争在啤酒酿造者心中的地位。乙醇也会在没有生物的星际云中形成。银河系中心附近最大的分子云，称为人马座B2，含有相当于 10 ²⁸ 瓶伏特加的乙醇，这个质量是太阳系所有行星质量的5倍。 ^[5]

酵母利用葡萄糖和其他糖来维持细胞活力，它将糖分裂成更小的分子并从其组成原子中获得电子，进而获取能量。电子丢失称为氧化。当环境中氧气充足时，酵母可以通过两个反应途径降解葡萄糖，获取能量，生成水和二氧化碳（图3）。第 1 阶段称为糖酵解，第 2 阶段称为柠檬酸循环。这种有氧呼吸的过程就像一种受控的燃烧，从可用的燃料中榨出最大的能量。氧气使酵母高速运转，使它像法拉利一样咆哮着前进。

但啤酒麦芽汁和葡萄汁中的酵母细胞很快就会耗尽氧气，因为溶解的气体在这些含糖液体中扩散非常缓慢。这阻碍了更有利可图的柠檬酸循环反应的进行。氧气不足也会限制跑车的性能，这一点靠涡轮增压器得以解决，涡轮增压器会迫使更多的空气进入燃油混合物。类似地，啤酒酿造者给啤酒麦芽汁充气，以优化酵母的生长，尤其是在发酵起始阶段。这种人为通气有助于酿造，但实际上酵母这种真菌善于适应氧气缺乏的情况，并能以不同的方式保持运转。它通过采用厌氧代谢或发酵来实现。这个过程从糖分子获得的能量没有有氧呼吸过程多，但成功地满足了不断增长的酵母细胞群的迫切需求，剩余能量以酒精的形式贮存。

将剩余能量以酒精的形式储存所涉及的妥协是值得的，因为酒精的积累会毒害所有其他想要争夺糖的真菌和细菌，而这些糖能让酵母茁壮成长。这是如此有效，以至于酵母即使在氧气充足的情况下也会选择生产酒精，从而加倍降低其代谢风险。如果能让大量饥饿的微生物远离，那么这种更贫乏的饮食是值得的。这种策略被称为克拉布特里效应（Crabtree effect，或称反巴斯德效应），是酵母自然行为的关键部分。 ^[6] 这种策略之所以有效，是因为酵母已经进化出了对酒精的非凡耐受性，这也解释了酵母为什么能在腐烂水果和甜植物汁液中自由快乐生长。在酿造过程中，克拉布特里效应使得酵母能在氧气水平下降前后都能生成酒精。

酵母会持续产生酒精，直到酒精含量（乙醇体积分数）达到 10%—15%，从而杀死其他真菌。不过这也限制了啤酒和葡萄酒的酒精含量。在自然界中，情况有点不同：自然界中酵母在经过一段时间的发酵后，可以通过利用自己生产的酒精来保持生长。这种新陈代谢的灵活性使酵母能够产生、浓缩和消耗酒精。

在一次异常交配后，酵母与酒精建立了亲密关系。大约一亿年前，当翼龙在空中盘旋时，几个在树液中出芽的酵母细胞相互碰撞并交配，导致了一种称为全基因组复制的遗传爆发。 ^[7] 不同于正常交配反应产生的后代与亲代的基因数量相同，这种情况下酵母交配生成的后代的基因数量是亲代基因数量的两倍：每个后代细胞含有10 000个基因，而不是通常情况下单个酵母细胞的5000个基因。随着时间的推移，大多数新的基因拷贝从基因组中被删除，今天酵母生产的蛋白质中，只有10%左右是由该全基因组复制事件产生的基因编码的。 ^[8] 但这种遗传爆发所产生的后果对我们来说意义重大，因为酵母获得了利用大量葡萄糖制造大量酒精的能力。 ^[9] 这为酵母成为我们酿酒的合作伙伴做好了准备。

基因组复制的时机对酵母发展史至关重要，因为同样的遗传信息含量加倍发生在白垩纪的开花植物祖先身上，导致了肉质果实的产生。 ^[10] 这两个事件的交叉至关重要，因为肉质水果中的糖是酵母制造酒精的天然碳源。酵母和制造其甜食的植物大约在同一时期从这些古老的遗传爆炸中诞生。

单基因复制是进化的主要力量，因为它使得基因复制品有发挥新功能的机会。但除非能够严格调控所有这些新基因的表达，否则生物体内基因数量的大规模变化更有可能是灾难性的。基因组复制可能在数千万年的时间尺度上经常发生，但没有被注意到，因为大多数DNA含量超过正常水平的后代在出生时就会死亡。酵母和开花植物基因组的有益复制是进化史上的非凡事件。

发现酵母能用于发酵面包面团比发现其能用于酿造更为偶然，如果我们没有先懂得酿造啤酒和葡萄酒的话，这可能会逃过我们的注意。如果没有大量的新鲜酵母，面团永远无法发酵，因为发面酵母最有可能的来源是啤酒桶顶部意外溅出的芳香泡沫。在湿谷物面粉中，酵母开始了有氧呼吸的两阶段过程，在揉面团过程中消耗面团中的糖，释放水和二氧化碳。随着氧气含量下降，酵母也会开始酒精发酵，在面团中释放酒精和更多的二氧化碳气泡。

对古代的面包师来说，面团发酵上升膨胀的景象一定很神奇，即使今天看来也仍然如此。忠实于无酵面包的烘焙师们一开始肯定是扔掉这些畸形的发酵面团，直到有冒险精神的人决定把它们放进烤箱。后者无异于一种烹饪英雄主义行为，与冰淇淋的发明不相上下。 几个世纪以来发酵面包的流行表明，这些先驱之一躲过了被扔石头的死亡厄运，成为名厨。

用于酿造和烘焙的真菌催化剂是一台神奇的微型机器，里面塞满了5000万种蛋白质和其他生物分子。它的直径为0.004毫米（4微米），是细菌直径的 4倍，是红细胞直径的一半。 当食物充足时，椭球状酵母细胞会膨胀一两个小时，然后从表面挤出一个芽体，高效地进行出芽繁殖。这种繁殖方式以母代细胞和子代细胞之间形成分隔而结束。每次出芽繁殖会在子代细胞的表面产生一个产痕（一个单独的脐部），并在母代细胞表面留下一个与此匹配的麻点，称为芽痕，同时母代细胞的另一端立即开始新的出芽。 母代细胞不断地在细胞的两个极点来回切换出芽。在细胞分裂延迟的时候，子代细胞会一直连接在母代细胞的表面。孙代细胞可能也会依附在子代细胞的表面，从而产生一个形似姜根的多代群体，在面包面团中或在啤酒泡沫中晃动。几天后，母代细胞的两极都点缀着象征她多产生活的芽痕项链。生殖后，母代细胞在经历短暂的退休生活后就死亡了。与此同时，她的后代不断成长和出芽，使得啤酒气泡上升、面团膨胀。

我们用女性化的名词来形容出芽的酵母。她，母亲，总是生出女儿细胞。这听起来合理。如果表述成“父亲在他的表面上产生多个女儿细胞或儿子”就显得不合理。毕竟母亲生孩子，天经地义。然而，这并不意味着酵母细胞只有单一性别，因为这些细胞有两种交配类型，分别为a和α。这两种交配类型看起来一模一样，都能进行出芽繁殖。它们的区别在于香味：两种交配类型在交配时会释放出不同种类的化学引诱剂。在这些进行交配的细胞中，没有明显的“雄性”酵母，只有两种亲本。

当酵母检测到相反交配类型的香味时，它们的表面会隆起，使得两个细胞都像葫芦。遗传学家将这些凸起与美国艺术家卡普（Al Capp）在 1948年创作的连环画《莱尔·阿布纳》（ Li'l Abner）中性别不明的卡通人物什穆（Shmoo）联系起来，将其命名为“shmoos”，这种在专业活动中找乐子的行为可是遗传学家们很少展现的。 Shmoo与Shmoo接吻会产生融合，就像动物精子与卵细胞受精一样。融合产生的大细胞可以继续生长，但当糖的供应减少时，它们就会形成被称为子囊孢子的有利于存活的“胶囊”（图4）。之后，当有更多的食物可用时，子囊孢子会发芽，产生下一代酵母细胞。在过去的500万—1000万年中，这种生命周期使酵母保持着与现在形态非常接近的状态。 ^[11]

除了用于酿造葡萄酒和啤酒、制作面包外，酵母在现代分子遗传学中已不可或缺，它还是生物燃料工业的主力军。酵母是科学研究的经典模式生物，用来揭示生物学的基本规律。肠道细菌大肠埃希菌（ Esche richia coli ，即大肠杆菌）是科学家们选择的第一种模式微生物，用于揭示遗传的分子基础。酵母比这种细菌复杂，优势是能告诉我们更多关于人类生物学的信息，因为它的生活方式更接近我们。细菌的基因编码在一条染色体上，该染色体形成一个浸在细胞质液体中的DNA环。而酵母与我们的细胞一样，有多条染色体，它们位于一个被称为细胞核的细胞结构中。没有细胞核的细胞称为原核细胞，有细胞核的细胞是真核细胞。细菌是原核生物，酵母是真核生物，人类也是。这意味着，通过研究酵母细胞如何生活可能揭示我们细胞的存续方式。

酵母作为一种实验模式生物，除了具有真核结构外，还有几个其他优点。负责它日常活动的是一组共 16 条染色体。含有一组染色体的细胞被称为单倍体。含有两组染色体的动植物细胞则称为二倍体。二倍体意味着一个基因有两个拷贝，称为等位基因，一个版本的基因的作用可以被位于另一条染色体拷贝上相同位置的另一个版本基因所掩盖。这使得我们能够像孟德尔（Gregor Mendel）的豌豆一样，将基因的突变版本传递给后代，而不需要自己展示其效果。例如，携带隐性基因而拥有健康脂肪代谢表型的父母双方会生出脂肪代谢失衡的下一代。因为父母双方各自携带的隐性基因的功能，被位于另一染色体拷贝的显性基因所掩盖。但在酵母中，每一条染色体都没有第二份拷贝，所以每一个功能不良基因的影响都会立即显现出来。例如，影响脂质调控的单个基因突变会导致酵母细胞充满脂肪颗粒。 ^[12] 这种脆弱性使得酵母成为研究肥胖和其他遗传疾病的有用模型菌株。

酵母遗传学研究的突破推动了其工业应用，远远超越了对其作为酿酒师和面包师的天赋的应用。转基因酵母菌株用于生产一系列药物，包括人胰岛素、疫苗和治疗眼睛退化的注射药物。人们很容易将基因工程带来的医疗改善视为理所当然，并且考虑到它们的惊人利润，很容易对制药公司心生怨怒。这种批评有其合理性，但我们也应该进行反思，毕竟，酵母和细菌生产的胰岛素可以使数百万糖尿病患者的血糖水平得到控制，避免截肢、失明和心脏病发作。在没有这种神奇药物的过去，糖尿病患者生活质量差且寿命短。人乳头瘤病毒（HPV）是导致宫颈癌的主要原因，HPV疫苗也是由酵母生产，其功效令信仰治疗师深感羞愧，让巫师目瞪口呆。

从自然界分离得到的、在实验室中无需任何基因修饰的一些酵母菌株也被证明非常有用，它可利用从玉米和甘蔗中提取的糖浆制备生物燃料。美国专门生产玉米乙醇，巴西是使用甘蔗生产生物燃料的领头羊。玉米粒中含有淀粉，这些淀粉必须转化为糖，才能被酵母用来制造乙醇。这种化学转化是通过将玉米浆与其他真菌和细菌生产的强效酶一起加热来实现的。甘蔗是生产生物乙醇的优良作物，因为从纤维状甘蔗茎中榨出的汁液已经富含能被酵母转化为乙醇的糖分。产自玉米和甘蔗的乙醇是第一代生物燃料。

第二代生物燃料来自富含纤维的农业废弃物，通常被称为生物质。这是一个巨大的未开发能源。像麦秸这样的农作物残留物，其大部分物质都是由可以转化为乙醇的糖组成的，但它们被锁定在一种叫作多糖的大分子中，无法被酵母降解利用。如果我们能够创造出一种酵母菌株，或者一个酵母菌群，将单糖从这些生物质中释放出来，就可以在未来很长一段时间内解决我们的能源需求，并永远放弃化石燃料。通过基因改造获得以这种方式生产乙醇的酵母菌株，是生物技术领域长期追求的目标。但是，我们离将糖真菌改造成一种可以依靠纤维生长的微生物还有很长的路要走。随着全球变暖，寻找这座终极生物燃料工厂可能成为科学史上最重要的任务。

酵母的故事不仅仅是单一物种的传记。酵母有很多不同的种类。“酵母”这个名字可以指代我们最常用的酵母即酿酒酵母，还可以指代阴道酵母白念珠菌（ Candida albicans ，白假丝酵母）和许多其他单细胞真菌。无论酵母是否发酵糖并释放乙醇，它们都以简单食物为食。在自然界中，它们参与了碳循环的分解部分，消化动植物产生的物质或分解其死后的组织残留物。所有这些不起眼的真菌都喜欢在流体栖息地中生长，其中许多真菌能够应对使其他生命窒息的低含氧量。

第五版酵母学家的“圣经”《酵母——分类学研究》（ The Yeast ： A Taxonomic Study ）描述了近 1500种酵母。 ^[13] 它们中的大多数，包括酿酒酵母和白念珠菌，都属于子囊菌门。酵母菌是子囊菌这类生物中最不起眼的成员，更具代表意义的子囊菌包括色彩鲜艳的岩石地衣、装饰着睫毛的林地蘑菇，以及辅以奶油酱食用的芳香羊肚菌。 ^[14] 哈佛大学真菌学家撒克斯特（Roland Thaxter）对昆虫角质层上生长的装饰瓶样微小种子囊菌的解剖结构非常着迷，花了 30 年的时间研究它们的魅力（图5） ^[15] 。酿酒酵母从来没有遇上像撒克斯特那样有艺术天赋的鉴赏者，如果有人被酿酒酵母激起了创作灵感，他将被归为极简主义者。

酿酒酵母在人类活动中的重要性，以及它作为细胞生物学和遗传学研究的模式生物的现状，往往掩盖了其他酵母的价值，但有一个特别重要的酵母物种在科学进步中发挥了巨大作用。保罗·纳斯爵士（Sir Paul Nurse）、蒂莫西·亨特爵士（Sir Timothy Hunt）和没有封爵的美国科学家哈特韦尔（Leland Hartwell）因对细胞分裂机制的研究而获得 2001 年诺贝尔生理学或医学奖。 ^[16] 纳斯的实验模型是一种裂殖酵母——粟酒裂殖酵母（ Schizosaccharomyces pombe ），而不是糖真菌。

当我们考虑到其他酵母的生活方式时，这些酵母作为人类助手的形象变得更加复杂，因为我们的身体为许多这些微小真菌提供了生存空间。我们的皮肤表面、耳朵、鼻子、嘴巴、阴道和消化系统充满了各种酵母菌。这些酵母菌的功能尚不清楚，我们之所以对它们有所了解，是因为在棉签和粪便样本中检测到了它们的基因。肠道酵母菌可能与数目更庞大的肠道细菌一起工作，进行食物消化。我们皮肤上的酵母菌也与细菌相互作用，被认为是健康微生物群——我们体内携带的大量微生物——的一部分。头皮屑与皮肤中一种名为球状马拉色菌（ Malas sezia globosa ）的酵母有关，可通过在洗发水中添加抗真菌剂来治疗。球状马拉色菌消耗分泌到毛囊中的皮脂，并与蠕形螨（ Demodex ）竞争食物。与酵母和螨虫共存的我们，自身就是行走的生态系统。

从临床角度来看，白念珠菌是一种更重要的酵母。白念珠菌是微生物组的成员之一，当阴道中的健康微生物菌群被抗生素治疗破坏时，它就会变成麻烦之一。当念珠菌侵入免疫系统受损患者的组织时，也非常危险。其他正常情况下，无害的酵母也会导致疾病，称为机会性感染，包括细胞壁着色很深的黑酵母。机会性感染现象的存在使得对有益真菌和致病真菌的界定变得困难，因为即使是糖真菌，如果在手术过程中侵入人体，也会变得危险。

抛开医学文献中描述人类感染糖真菌的少数病史，当你用心留意时，我们最喜爱的酵母的福音无处不在。辛辛那提的尼克尔森酒吧多年来一直是我的避难所，我们与酵母发生联系的果实在这家酒馆里随处可见：生啤酒，玻璃架上在镜子衬托下闪闪发光的麦芽威士忌，桌上面包篮里的热面包卷。最近一次造访后，我离开酒吧，与人行道上的人流会合，注意到超过一半的步行者额头上有一个灰色的十字架。当天是圣灰星期三 。辛辛那提的天主教徒在圣餐会上受到牧师的授勋，也得到了分别相当于基督身体和血液的面包及葡萄酒的祝福。圣餐薄饼是无酵的，但每一口酒都是由酵母发酵的。而当天下午在城市街道上川流不息的汽车所用燃料中，也含有酿酒酵母生产的生物乙醇。文明与糖真菌有着深厚的共生关系。

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[1] 这些引文摘自这本词典的节略本：S.Johnson, A Dictionary of the English Language （London: J. Knapton, et al.,1756）。

[2] J. A. Barnett and L. Barnett, Yeast Research: A Historical Overview （Washington,DC: ASM Press, 2011）.

[3] 梅恩在 1838 年描述了三种酵母属（ Saccharomyces ）酵母：酿酒酵母（ Saccha romyces cerevisiae ）、苹果酵母（ Saccharomyces pomorum ）和葡萄酒酵母（ Saccharomy ces vini ）。历史详细信息见注释 2。

[4] 用酵母发酵的面包成为罗马共和国的主食，见：P.Faas, Around the Roman Table: Food and Feasting in Ancient Rome （Chicago:University of Chicago Press,1994）; Pliny, Natural History , Books 17-19, Loeb Classical Library, translated by H.Rackham（Cambridge, MA: Harvard University Press, 1950）。

[5] A. Schriver et al., Chemical Physics 334,128-37（2007）; H. Karttunen et al.（eds.）, Fundamental Astronomy , 3rd edition（Berlin, Heidelberg: Springer, 1996）.

[6] 这一现象以克拉布特里（Herbert Grace Grabtree）的姓氏命名，他的研究涉及癌细胞和非癌细胞之间的代谢竞争，这对肿瘤的发展至关重要: H.G.Crabtree, Biochemical Journal 23,536-45（1929）; R.H.De Deken, Journal of General Microbiol ogy 44,149-56（1966）; R. Diaz-Ruiz, M. Rigoulet, and A. Devin, Biochimica et Bio physica Acta 1807,568-76（2011）; T. Pfeiffer and A. Morley, Frontiers in Molecular Biosciences 1,1-6（2014）。

[7] K. H. Wolfe and D. C. Shields, Nature 387,708-13（1997）. Genomic analysis by M. Marcet-Houben and T. Gabaldón in PLoS Biology 13（8）, e1002220（2015）.这两篇文章表明，酿酒酵母起源于两种不同酵母的交配。其中，有一种可能是，由此产生的杂交酵母存活了数百万年，通过出芽形成子细胞，但没有进行有性生殖。之所以会出现这种“独身”现象，是因为来自不同亲本的染色体完全不同，无法配对（这是有性生殖的基本条件）。骡子不育的原因与此类似，骡子是马和驴（两者染色体数量不同）的杂交种。为了产生我们今天在酵母中看到的性，整个杂交基因组必须被复制，以使每条染色体都有一个配对伴侣。所以，下一代酵母的DNA含量将是原始亲本的两倍。

[8] P. F. Cliften et al., Genetics 172,863-72（2006）; K. H. Wolfe, PLoS Biology 13（8）, e1002221（2015）.酵母基因组的复制使新的酵母菌株拥有大约 10 400 个编码蛋白质的基因。随后，85%—90%的重复基因丢失，使这个数字减少到 5770。

[9] J. Piškur et al., Trends in Genetics 22,183-6（2006）; S. Dashko et al., FEMS Yeast Research 14,826-32（2014）.

[10] K. Vanneste, S. Maere, and Y. van de Peer, Philosophical Transactions of the Royal Society B 369,20130353（2014）.

[11] T. Replansky et al., Trends in Ecology and Evolution 23,294-501（2008）.

[12] C. F. Kurat et al., Journal of Biological Chemistry 281,491-500（2006）.

[13] C. P. Kurtzman, J. W. Fell, and T. Boekhout, eds., The Yeasts: A Taxonomic Study , 5th edition（Amsterdam: Elsevier, 2011）.本章中的描述还借鉴了另一本同是关于酵母分类学的书，即J. A. Barnett, R. W. Payne, and D. Yarrow, Yeasts: Character istics and Identification , 3rd edition（Cambridge: Cambridge University Press, 2000）。

[14] 子囊菌门又分为三个亚门：盘菌亚门、酵母亚门和外囊菌亚门。酿酒酵母属于酵母亚门，粟酒裂殖酵母属于外囊菌亚门。亚门是大的分类群。其他酵母属于担子菌门，这个类群包括蕈菌即大型真菌。这些真菌群在进化上相距甚远。将分类作为进化距离的一个衡量标准不够准确，因为如果以此为标准，我们可以得出以下结论：酿酒酵母和粟酒裂殖酵母的进化距离等同于海鞘（被囊动物亚门）与海狮（脊椎动物亚门）的进化距离。使用相同的定性比较，担子菌和子囊菌酵母的进化距离与海胆（棘皮动物门）和海狮（脊索动物门）的进化距离一样远。真菌分类学概述见：N. P. Money, Fungi: A Very Short Introduction （Oxford: Oxford University Press, 2016）。

[15] R.Thaxter, Memoirs of the American Academy of Arts and Sciences 12,187-249（1896）;13,217-649（1908）;14,309-426（1924）;15,427-580（1926）;16,1-435 （1931）.撒克斯特的工作涉及一类微小的子囊菌，被称为虫囊菌纲。夏尔·蒂拉纳（1816—1884）绘制的其他子囊菌的绝美插图可见：N. P. Money, Mr. Bloomfield ’ s Orchard: The Mysterious World of Mushrooms, Molds, and Mycologists （New York:Oxford University Press, 2002）。

[16] K. Nasmyth, Cell 107,689-701（2001）. 4/QsciW6Iaf7X5JXyx+gP8tY3sdKyVXZXC6H5tKq3texaQmd9VtnfqtIszHl4hVd