首次發(fā)現(xiàn)“無氧生物”：類似水母的寄生蟲不會呼吸

據(jù)國外媒體報道，今年初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種類似水母的寄生蟲，它們沒有線粒體基因組，這是迄今已知唯一沒有線粒體基因組的多細(xì)胞生物，意味著該生物不會呼吸，事實上，它的存在完全顛覆了人們對地球生物的廣義認(rèn)知，因為它的生存完全不依賴氧氣！

這項發(fā)現(xiàn)不僅改變了我們對地球生命生存方式的理解，還可能對于尋找外星生命具有重要啟示。

地球生命大約在14.5億年前開始逐漸形成有氧代謝能力，體形較大的古生菌能吞噬較小的細(xì)菌，而之后滋生的細(xì)菌會寄居在古生菌體內(nèi)，這種共生方式均有利于雙方生存。

該共生關(guān)系導(dǎo)致了兩支物種一起進(jìn)化，最終較小的細(xì)菌存在于叫做線粒體的細(xì)胞器中，體形較大的古生菌體內(nèi)每個細(xì)胞除了紅細(xì)胞外，還有大量線粒體，它們是呼吸過程所必需的。線粒體分解氧氣產(chǎn)生一種叫做三磷酸腺苷的分子，多細(xì)胞生物利用該分子為細(xì)胞獲取能量。

我們知道一些進(jìn)化適應(yīng)性可使生物生存在低氧環(huán)境，一些單細(xì)胞生物進(jìn)化出與線粒體相關(guān)的厭氧代謝細(xì)胞器，但是否存在單一性的厭氧多細(xì)胞生物仍是科學(xué)界倍受爭議的話題。

以色列特拉維夫大學(xué)的一支研究小組對一種常見的鮭魚寄生蟲進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)，這種被稱為Henneguya salminicola的寄生蟲，是一種刺胞生物，與珊瑚、水母和海葵屬于同一動物門。盡管該寄生蟲在鮭魚體內(nèi)形成的囊腫很難看，但是它們對于鮭魚是無害的，并且會伴隨鮭魚生命周期一起共存。

隱藏在宿主體內(nèi)的這些微小刺胞生物可以在缺氧條件下存活，如果不深入觀察該生物DNA，很難揭曉它們是如何幸存下來的。

研究人員利用深度測序和熒光顯微鏡對Henneguya salminicola進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)它們已失去線粒體基因組，此外，也失去了有氧呼吸能力，幾乎所有參與轉(zhuǎn)錄和復(fù)制線粒體的細(xì)胞核基因都已喪失。

與單細(xì)胞生物一樣，它也進(jìn)化出與線粒體相關(guān)的細(xì)胞器，但是它們非常獨特，其內(nèi)膜上通?？床坏今薨櫋Ｑ芯咳藛T使用相關(guān)的測序和顯微鏡觀察方法觀察另一種寄生魚體的刺胞寄生蟲——Myxobolus squamalis，以此作為參照對比，清晰呈現(xiàn)線粒體基因組變化情況。

研究結(jié)果表明，Henneguya salminicola是一個多細(xì)胞生物，它不需要氧氣生存，但究竟它是如何幸存下來仍是一個謎團(tuán)，它可能從宿主體吸取三磷酸腺苷，但該發(fā)現(xiàn)仍亟待驗證。

但是這種線粒體基因組損失與此類生物進(jìn)化總體趨勢是一致的，這是一種基因簡化過程，經(jīng)過多年之后，它們基本上從一種自由生存的水母祖先物種進(jìn)化為現(xiàn)今我們所見到的更簡單的寄生蟲。

它們已失去水母遠(yuǎn)古祖先大部分基因組，但令人感到奇怪的是，它們保留了一個類似水母刺細(xì)胞的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，不是用于刺傷獵物，而是依附于宿主，從而滿足從類水母生物進(jìn)化至寄生蟲的生存適應(yīng)。該寄生蟲的外形非常像眼睛，這個發(fā)現(xiàn)可能有助于漁業(yè)調(diào)整處理寄生蟲的策略，盡管寄生蟲對人類無害，但是沒有人愿意購買身體布滿眼狀寄生蟲的鮭魚。

這項最新研究具有重要意義，有助于科學(xué)家深入理解生物生存謎團(tuán)，他們指出，對厭氧環(huán)境的適應(yīng)并不是單細(xì)胞真核生物所獨有，這也是從多細(xì)胞寄生物中進(jìn)化形成的。

Henneguya salminicola為理解生物從有氧代謝至純厭氧代謝的進(jìn)化轉(zhuǎn)變提供重要線索。