日本的科學家們在一個洞穴中發現了一種細菌，它表現出多細胞的行為和獨特的兩階段的生命週期。這種名為HS-3的細菌是從一個石灰岩洞壁中分離出來的，該洞壁定期被一條地下河淹沒。HS-3有兩個不同的生命階段；在固體表面，它自我組織成一個具有類似液晶品質的層狀結構菌落。

HS-3菌落成熟為一個半封閉的球體，其中包含”子代”球菌細胞群，或短棒狀細胞，這些細胞在與水接觸時被釋放。

“多細胞性的出現是地球上生命的最大謎團之一，”通訊作者、日本東京國立技術研究所（KOSEN）的教授水野光平指出。”問題是，我們已經知道多細胞的卓越功能和適應性，但我們對其起源幾乎一無所知。既定的功能和適應性不一定是其自身形成的動力。多細胞性的一個奇特之處在於”個體的利益”與”群體的利益”之間的衝突，這種衝突在進化過渡的早期階段肯定是存在的。除了理論模型，至今我們沒有一個好的現有模型來研究多細胞性。”

其中一個被稱為”生態支架”的模型認為，環境對正在發育的群體施加了選擇壓力，認為達爾文的自然選擇仍然適用於單細胞生物。

水野和他的實驗室學生Ohta在2008年從日本北部九州島的石灰岩洞壁上的滴水中發現了HS-3。他們最初在尋找積累脂質的細菌，但是Ohta在檢查舊瓊脂板上的細菌後發現了一個顏色和質地都特別漂亮的小菌落。由於它們的結構混亂，瓊脂上的大多數細菌都有不透明的質地，然而，這個菌落是透明的，並且有一種彩虹色的色調。與密切相關的物種的表型比較證實了這個菌落是一個新物種，HS-3，科學家們將其命名為Jeongeupia sacculi（意思是”搖籃”）。

研究小組使用顯微鏡來分析菌落的生長。細胞開始時只是簡單地作為球菌進行繁殖，但細胞伸長的發生導致菌落形成單層結構，排列方向像極了我們熟悉的液晶。特別是在菌落邊緣形成凸起，緩解了內部壓力，並賦予HS-3長期保持這種二維液體排列的獨特能力，這可能是HS-3建立多細胞行為的前提條件。

然後，菌落再擴大，形成更多的層。內部的絲狀細胞彎曲，產生了渦旋結構的域。這些域和類似液晶的排列解釋了在瓊脂上觀察到的HS-3菌落的透明度。兩天后，內部發生了快速的細胞繁殖，菌落開始三維膨脹，形成一個半封閉的球體，容納了球菌細胞。第五天后，內部細胞被擠出了菌落，在相鄰的菌落中引發了這一事件的連鎖反應，從而表明了某種多細胞控制。

由於HS-3的洞壁採樣點經常受到洞內流水的影響，研究小組將成熟的半球形菌落浸沒在水中。內部的球菌被釋放到水中，留下了絲狀的細胞結構。通過在新鮮瓊脂上用電刺激這些子細胞，他們發現這些細胞能夠重現原來的絲狀結構，這表明HS-3生命週期的兩個不同階段是可逆的，並且可能是由於洞內條件的變化而產生的。

“我們需要10年的時間來確定這不是兩個不同物種的污染，而且這不僅僅是一個突變，”水野說。”首先，我們用一系列的顯微鏡觀察來拍攝從單細胞到菌落的整個過程，為此我們開發了自己的方法。然後，我們發現細胞和菌落的形態變化是可控和可逆的。這些數據使我們相信，這是HS-3的’多細胞性’。”

“HS-3的第一個生命週期階段表明，類似液晶有序排列的組織參與了多細胞性的出現，這在以前沒有報導過。共同通訊作者、日本筑波大學生物醫學系教授森川和也說：”第二個生命階段的存在意味著動態水環境參與了HS-3的多細胞性的出現。”

“我們對HS-3所包含的各種奇怪的特性感到驚訝，其中之一就是這個新物種的多細胞行為與最近提出的’生態支架’假說非常吻合。我們現在認為，向多細胞性的飛躍將是一個比我們迄今為止所想像的更精細和美麗的過程。”水野和森川評論道。