图3：大西洋眼灰蝶
染色体并不是固定不变的。在一定条件下，一条染色体可以分为两条，两条染色体也可以合为一条。既然染色体处于动态变化中，理论上它们的数目似乎应该位于一个最优数目的附近。然而，事实远非如此，染色体的数目看上去好像具有很大的任意性。比如前面提到的酿酒酵母有16条染色体，而生活方式与之相近，基因组稍大的稷酒酵母却只有3条染色体。这还不算太离奇的。家蚕有56条染色体，而同为鳞翅目的大西洋眼灰蝶约有450条染色体，是已知染色体数目最多的二倍体生物（图3）。蜜蜂有 32条染色体，由于雄蜂是单倍体，有16条染色体，而同为膜翅目的生活在澳洲的杰克跳蚁（Myrmecia pilosula）只有一对染色体，它的雄蚁则只有一条染色体，可以说少到不能再少（图4）。我们很难想象大西洋眼灰蝶细胞平时要维护近1000个端粒会不会很麻烦，在有丝分裂的时候把450多条染色体排列在细胞的“赤道平面”上会不会很混乱，也很难想象杰克跳蚁那一条巨大的染色体会不会有些尾大不掉。生物到底如何权衡染色体的长短与多少，有没有最优解，我们至今还不知道。
图4：又蛰又咬，异常凶悍的杰克跳蚁只有一对染色体。这真是不以染色体多少论英雄啊。
四、染色体数目易变吗？
作为基因组的载体，染色体的重要性不言而喻。因此，人们容易下意识的认为染色体的数目是个很基本的特征，甚至有人认为人和黑猩猩的亲缘关系不会很近，因为它们的染色体数目不一样多。这其实是个很大的误解。染色体重要的是上面承载的信息，而不是宏观上的大小多少，这就好比对于不识字的人来说一套上下册的《红楼梦》与一套20册的《红楼梦》连环画很不一样，跟一套上下册的《西游记》看上去倒差不多，而识字的人就很容易发现前二者是同源的，跟后一个反而八竿子打不着。尽管人类有46条染色体，黑猩猩和大猩猩都有48条染色体，但黑猩猩与人的亲缘关系比黑猩猩与大猩猩的亲缘关系近。
除了人类，其他的大猿都有48条染色体。人类的祖先在和黑猩猩的祖先分开之后发生过一次染色体融合，现在人类的二号染色体对应其他猿类两条较短的染色体（图5）。
图5：黑猩猩的2A、2B染色体对应人类的2号染色体。
人类和其他大猿都是同科不同属的，而即使同属的生物染色体数目也不一定相同，比如人们熟悉的马和驴就都属于马属，马有64条染色体，驴有62条染色体（图6），马和驴可以杂交生育骡子，但骡子的染色体是奇数，在减数分裂时会发生错误，故而骡子基本都是不育的。当然，马和驴的染色体数目相差还不算多。小麂（Muntiacus reevesi）有46条染色体，而赤麂（Muntiacus muntjak）的雄性有7条染色体，雌性只有6条染色体，是已知哺乳动物中染色体最少的。麂属动物染色体数目巨大的差异作为经典的例子已被写入遗传学教材。
图6：驴和马相差一对染色体。
同属生物的染色体数目的差异说明染色体数目在进化中并不保守，而是个易变的特征。在进化中，越是底层的特征越不容易变化，越是高层的特征越容易变。比如体型、寿命都是一些高层的特征：同属于猫科动物的老虎和猫的体型就相差巨大；同属于豆科的槐树就是能活几百年的参天大树，而大豆就是一年生草本。染色体的长短与数目也属于高层的特征，在进化中是很不保守的。
五、16条染色体合而为一的意义
既然我们知道染色体的长短与数目的变化范围可以很大，而且它们在进化中确实易变，那么理论上把酿酒酵母的16条染色体合而为一就是可行的。酵母的基因组是12 Mb，而一条12 Mb的染色体并不算长。要知道人类最长的1号染色体有近250 Mb，最短的21号染色体（就是三体会造成唐氏综合症的那条）也有近47 Mb，因此12 Mb一点都不算长。既然昆虫都可以只有一条染色体（杰克跳蚁），比昆虫简单得多的酵母为什么不行呢？即便跟生活方式相似的另一种真菌稷酒酵母相比，稷酒酵母的一号染色体也有5.6 Mb。
不过进化中的易变并不意味着在实验室中就容易实现，更何况，即使是易变的特征在进化中的变化往往也是非常缓慢的，比如人类的祖先和黑猩猩的祖先是在约600万年前分开的，而酿酒酵母保持16条染色体的状态可能已经有一两千万年了。
当然事实也证明，这项工作的难度确实非常大。覃重军团队经过四年的攻关，最终有幸获得了满意的结果。这个只有一条染色体的酵母生活得很好，和野生型只有微小的差别，并且这种酵母还可以交配形成二倍体，减数分裂并产生孢子，也就是说，完全是个功能齐全的酵母（图7）。
这项工作的并没有提出什么新理论，但对现有结构的巨大改变以及短时间内完成了进化上需要百万年甚至更长时间的过程本身就具有重大的理论价值。这也是合成生物学的特征，不论克瑞格-文特合成支原体染色体，还是杰夫-布卡合成酵母染色体也都是这样的。而且在生命科学领域，技术革命的意义丝毫不逊于理论革命，我们熟知的PCR、基因测序、克隆哺乳动物、诱导多能干细胞、CRISPR基因编辑都是影响巨大的技术革命。工欲善其事必先利其器，强有力的技术是开启奥秘的钥匙。因此，说覃重军团队这项工作具有里程碑的意义是恰当的。
除了技术上的革命之外，研究本身也相当有价值，比如它显示了之前染色体间的相互作用可能被高估了。染色体上的信息虽然是线性的，但染色体（染色质）并不是像一团乱麻一样随便堆积在细胞核里，而是非常有序的。人们花了很多力气去研究染色体的组装与三维结构，包括不同染色体之间，以及同一染色体不同部位之间的相互作用。然而当16条染色体变成一条，染色体的包装与三维结构发生了巨大变化，基因的转录与细胞的生长变化却很小，这说明维持细胞生理功能的信息基本上就是染色体上的线性信息，而高维的信息作用不大，至少在酵母里应该是这样。
此外，这个只有一条染色体的酵母可能会是一个研究有丝分裂的好模型。原核生物虽然只有一条染色体，但没有有丝分裂；真核生物一般有多条染色体，只有一条染色体的雄性杰克跳蚁也不适合作为模型。现在人们有了一个只有一条染色体的模型生物，曾经的16个着丝粒和32个端粒变成了1个着丝粒和2个端粒，这应该会给有丝分裂、着丝粒、端粒等的研究提供很多便利。
