儿童学习的第一个化学反应之一是光合作用的配方，结合二氧化碳，水和太阳能来生产有机化合物。许多世界上最重要的光合真核生物如植物都没有发展出将这些成分本身结合起来的能力。相反，他们通过从其他生物中偷取它们来间接地获得它们的光线照射细胞器 – 叶绿体。在某些情况下，这导致藻类具有多个不同的基因组，其演化等同于“turducken *”。

叶绿体最初是通过初级内共生菌从光合细菌进化而来的，其中细菌或其他原核生物被真核宿主吞噬。红色和绿色藻类的叶绿体随后通过二次内共生而存在于其他先前非光合作用的真核生物中。这些事件促成了光合生物的全球多样性，这些生物在调节和维持全球碳循环中起着至关重要的作用。在通过这种机制获得光合作用的大多数生物体中，来自摄入的藻类细胞的细胞核消失了，但在某些情况下它仍然作为残留的细胞器被称为核形态。这些生物有四种不同的基因组。

为了更好地了解继发性内共生的过程以及为什么核形态在某些生物中存在，由27个机构的73名研究人员组成的国际团队，包括美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)，合作对基因组和转录组进行测序和分析。两种微藻的表达基因。由加拿大达尔豪西大学的约翰·阿奇博尔德领导的研究小组发表了关于藻类他们的发现Bigelowellia叶萍和Guillardia THETA领先的在线2012年11月29日，在自然。

Archibald将这些藻类与俄罗斯嵌套娃娃进行了比较，其中包括“复杂的亚细胞蛋白质靶向机制”和四个基因组，这两个基因组来自两个随时间推移合并的真核生物。两个基因组中大约50%的基因是“独特的”，在其他生物中没有明显的对应物，“他补充说。“这表明它们与特征物种有多么不同。”

DOE JGI真菌基因组计划负责人Igor Grigoriev称为B. natans和G. theta “活化石”，因为残留的核形态。他补充说，藻类与能源部科学研究组合相关，因为它们在生物能源和环境领域的潜在应用，并指出DOE JGI已经发布了超过75%的公众可用的藻类基因组。“内共生的迭代导致了这些初级生产者的全球多样性。对这两种藻类进行测序，第一种密码植物和第一种氯霉素测序，帮助我们填补了真核生命树的空白，并获得了更好地了解真核生物进化的其他参考资料。“

阿奇博尔德说，“ G. theta和B. natans都拥有一套涉及碳代谢的令人惊讶的复杂酶，因此对于从事基础研究和应用研究的科学家来说是一种有用的资源，包括光合作用，亚细胞贩运和生物燃料开发“。

DOE JGI对来自Bigelow Laboratory for Ocean Sciences提供的单细胞分离物的B. natans(9500万个核苷酸或碱基：Mb)和G.theta(87 Mb)的基因组进行了测序，作为2007年社区测序计划组合的一部分。此外，转录组由新墨西哥州国家基因组资源中心单独测序。该团队的研究结果是对为什么仍然存在核形态的问题的答案。

“两种生物体中核形态持续存在的原因似乎非常简单：它们不再能够通过内共生基因转移过程将DNA转移到宿主细胞核中，”阿奇博尔德说。与大多数其他二次光合真核生物不同，其中内共生体的遗传物质完全迁移到宿主，在隐孢子虫和氯霉素中，来自吞噬藻类的细胞核和叶绿体仍然与宿主细胞分开。“因此，”他补充说，“遗传和生化镶嵌现象在G. theta和B. natans中猖獗。”

两位研究人员都强调了B. natans中可选剪接的意外发现。格里戈里耶夫指出，这种现象是高等真核生物的典型现象，阿奇博尔德补充说，这种水平“大大超过了模式植物拟南芥中的水平，与人类大脑皮层相当，对于单细胞生物来说，前所未有，真正显着。这挑战了复杂的选择性剪接是一种仅限于复杂的多细胞生物的现象。“

“叶绿体的进化，植物和藻类细胞的光合作用区域，是复杂的，但对我们的星球产生了深远的影响，”英国剑桥大学植物与微生物生物化学教授Chris Howe说。“本文为我们提供了关于宿主和核形态基因组在进化过程中如何被重塑的有趣见解。除了提供关于这些生物的一般生物学信息的金矿之外，本文还向我们展示了核形态基因组可能仅仅因为基因向细胞核转移的机制被封闭而不是因为必须保留了核形态。作为单独的实体。该论文还向我们展示了含有核形态的生物的进化历史比我们想象的更复杂，有来自其核中许多不同来源的基因的证据。总体而言，它为细胞共生和基因组重塑的基本过程提供了重要的见解，这些过程产生了我们今天看到的一些最重要的生物体。“