不需要氧气生存的生物,真的存在?!

端月初七 2024-06-25 20:50:44

在探索宇宙和我们所处环境的真理时,有些原则似乎坚如磐石:天空高悬,重力牵引一切向下,光速是速度的极限,而多细胞生物依赖氧气以维持生命。但这种看似不可动摇的真理,可能需要我们重新审视。

2020年,科学家们揭示了一种颠覆传统认知的发现:一种类似水母的寄生虫,它缺少线粒体基因组,这是首次在多细胞生物中观察到的现象。这一发现意味着,这种生物并不进行呼吸,它完全独立于氧气而生存。

这一突破性的发现不仅重塑了我们对地球生命运作方式的理解,也可能对地外生命的探索产生深远的影响。

回溯至约14.5亿年前,生命体开始发展出代谢氧气的能力——即呼吸。这一过程始于一个较大的古菌吞噬了一个较小的细菌,从而形成了一种互利共生的关系。随着时间的推移,这种共生关系促使两个生物共同进化,最终使得这些细菌在宿主细胞内部转化为线粒体,成为细胞呼吸过程中不可或缺的细胞器。

众所周知,有些生物能在低氧甚至无氧的环境中繁衍生息。一些单细胞生物通过进化,发展出了与线粒体相关的细胞器以进行无氧代谢。然而,是否存在一种完全无需氧气的多细胞生物,一直是科学界争论的焦点。

以色列特拉维夫大学的Dayana Yahalomi领导的研究团队,对一种常见的鲑鱼寄生虫Henneguya salminicola进行了深入研究。这种生物属于刺胞动物门,与珊瑚、水母和海葵同属一门。尽管它们在鱼肉中形成的囊肿并不雅观,但这些寄生虫对鲑鱼无害,能够伴随其整个生命周期。

通过深度测序和荧光显微镜的详细分析,研究人员发现H. salminicola失去了线粒体基因组,并且丧失了有氧呼吸的能力,以及几乎所有与线粒体转录和复制相关的核基因。它进化出了一种特殊的细胞器,这些细胞器的内膜具有不常见的折叠结构。

作为对比,研究人员还研究了与H. salminicola密切相关的Myxobolus squamalis,结果显示后者具有完整的线粒体基因组。这一对比研究进一步证实了H. salminicola的独特性。

这些发现不仅为渔业提供了应对寄生虫的新策略,也为我们理解生命如何在不同环境下适应和进化提供了新的视角。正如研究人员在2020年2月发表的论文中所指出的,H. salminicola的发现为理解从有氧到完全无氧代谢的进化过渡提供了宝贵的机会。

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端月初七

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