除了厌氧菌,还有种动物可以离开氧气生存

30亿年前,地球上的环境与现在大不一样。首先,没有那么多氧气,当时的蓝藻细菌在没有氧气的情况下只能依靠二氧化碳、水和阳光生存。我们今天呼吸的正是它们为我们制造大气层,因为它们副产品——氧气,最终取代了当时地球的大气层。厌氧生物被迫进入地球上没有氧气的角落和缝隙,保持简单的单细胞状态。

一种没有线粒体的动物

然而通常会有例外,一个科研小组发现了一种小型寄生的刺胞动物,它是水母的近亲,明显不需要氧气就可以生存。

这种动物叫鲑生粘孢虫(Henneguya salminicola),是一种微小的寄生虫,尾巴很长,以鲑鱼和其他鱼类的肌肉组织为食。它是一种真核生物,你肉眼所能看到的大多数生物,如动物、植物、真菌等都是真核生物。真核生物的细胞含有各种奇特的细胞器,而它们的原始同类原核生物则没有。线粒体是这些细胞器之一,它拥有独立的基因组,真核细胞利用它在氧气的帮助下产生能量。而鲑生粘孢虫则明显没有线粒体。

异常的演化

“鲑生粘孢虫的祖先几乎肯定有线粒体,”俄勒冈州立大学微生物学系教授斯蒂芬·阿特金森(Stephen Atkinson)介绍说,“它所有的近亲都有线粒体,所以向无氧生活方式的进化和功能性线粒体的丧失似乎是该物种最近才开始的,至少我们目前所知的情况是这样的!”

在典型动物的细胞中,线粒体通过多步骤的过程利用氧气来产生化学能。研究小组发现,鲑生粘孢虫不得不适应氧气非常少的环境。由于不需要线粒体,它失去了至少几个需要氧气的过程的遗传指令,例如,鲑生粘孢虫已经失去了其他动物细胞需要的线粒体基因组,因为它们含有使用氧气的指令。由于失去了基因组,寄生虫不必为自己不再需要的东西复制基因,从而节省了能量。

但是如果没有氧气它怎么能生存呢?

阿特金森说:“我们认为它必须从宿主细胞中吸收与能量产生有关的分子,而宿主细胞已经完成了部分处理过程。”

像许多重要的发现一样,这一发现完全出乎意料,研究人员希望比较两种小寄生虫的基因组,每次他们试图解析鲑生粘孢虫的基因组时,都会发现一些很奇怪的东西。进一步研究,他们发现它的细胞里有一个可能曾经存在线粒体的空袋子。

阿特金森说:“这个发现扩大了我们对‘动物’的理解,它表明即使是复杂的生命也可以在没有氧气的环境中进化成功。知道厌氧性动物的存在提醒我们,我们必须注意其他物种的厌氧性,也许在我们应该在以前从未注意过的厌氧性环境中寻找动物。”

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/shengwu/347.html