来自极端酸性环境的嗜极古生菌的彩色扫描电子显微照片

生活在极端环境中的微生物，被称为嗜极微生物，在实验室中有一系列用途。图源:Steve Gschmeissner/SPL

真核生物——包括人类在内——是如何进化的?大约十年前，这个问题一直困扰着Thijs Ettema和他的同事们。他们从大西洋深处收集的以前未被发现的微生物的基因组中找到了答案1．潜伏在这些序列中的是来自两种不同类型的生物——古生菌和真核生物的细胞特征。前者描述了一组没有细胞核的单细胞生物;后者，其细胞包含膜界核和其他细胞器的生物。Ettema现在在荷兰瓦赫宁根大学和研究中心工作，他和他的同事们惊讶地发现了结合了两种细胞类型特征的微生物。

在海底喷口周围的热水中生存的微生物在实验室中也有用途。他们已经产生了许多耐寒的酶。它们在高温下稳定，不易降解，已成为全球分子生物学实验室和生物技术公司的主要产品。在极端环境中发现的每一种新发现的微生物都为发现更多的酶提供了新的机会，但这并不是埃特玛的目标。

当研究人员报告基本发现时，他们的论文经常包含一句话或更多关于他们工作的潜在应用。这通常是某些类型的补助金的一个条件。但即使不是这样，资助者(以及期刊)也希望基础科学能带来实际应用，无论是在临床、商业还是更广泛的社会领域。

的确，酵母细胞分裂的基本发现2例如，它最终可能有助于新的癌症治疗方法，或者初步的微生物免疫系统3.可能会为基因组编辑工具提供基础。(这两件事都发生了。)但如果在基础科学和应用之间有一条线，它不太可能是直线的。相反，它可能会像一个迷宫，有很多圆圈、u型弯和死胡同。埃特玛说，他从未想过要预测他的微生物的应用——这些微生物最终被命名为阿斯加德古菌——因为这只会让人分心。他说:“我认为它们是一种迷人的生物，可以告诉我们一个我们经常问自己的非常重要的问题。”“我们从哪里来?”

这并不是说基础科学有更广泛的影响。2018年一项研究4该研究的合著者、剑桥麻省理工学院研究创新的Pierre Azoulay说，他们发现美国国立卫生研究院(NIH)增加的1000万美元资金导致了更多引用NIH成果的私营部门专利。

一些基础研究是该领域的里程碑。以9月份发表的4篇论文为例5- - - - - -8描述了4亿多年前志留纪时期的鱼类化石。通常，这些化石只有碎片被发现，但这些化石更完整，为研究人员提供了颚形脊椎动物早期进化的更完整的图景。

基础性的发现也能形成意想不到的转折点。2020年，一个研究小组对20多种转录因子进行了详细研究，这些转录因子是可以与DNA结合并开启基因的蛋白质。人们可能会认为，特定转录因子通常的DNA结合位点的任何扭曲都会对蛋白质与DNA的结合产生负面影响。然而，研究人员发现，这种扭曲有时会改善dna -蛋白质的结合9，并且，在这个过程中，提供了蛋白质和DNA之间相互作用的能量学的见解。基础科学需要时间和耐心，这一点再怎么强调也不为过。2020年，在Ettema和他的同事通过对海水中的DNA进行测序报告发现阿斯加德古菌五年后，另一组在日本附近收集海底样本的研究人员透露，他们成为第一个在培养基中培养这种微生物的人10．

但是，从2006年开始，该团队花了整整10年的时间才将阿斯加德古菌培养到足够的数量来研究它们，这意味着研究人员在微生物被确定之前就开始了培养。事实上，科学家们一直在寻找分离以前未培养的深海微生物的方法，以探索未知。许多深海微生物习惯了恶劣的环境和稀缺的营养物质，生长速度非常缓慢，他们多年来苦心培育这些培养物，等着看他们会发现什么。

自然150多年来一直在发表好奇心驱动的研究，读者不需要相信这项工作的价值。但是，我们恳求更广泛的科学生态系统中的同事们——政策制定者和科学资助机构的那些期望看到研究投资的直接收益的人——抵制推动快速回报的诱惑。我们认识到，随着各国面临经济衰退和生活成本危机，这样做的压力只会越来越大。但是，只要有可能，这种压力就需要抵制。必须允许基础研究蓬勃发展。