你可以没有氧气吗?这只动物可以

经过:杰斯林盾牌|

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寄生虫的光学显微镜图像Henneguya Salminicola,从奇努克三文鱼。斯蒂芬·阿特金森

三十亿年前,事情启动地球是不同的。一方面,整个地方都没有所有这些氧气 - 第一个蓝细菌必须找出一种在火山上生活的方法二氧化碳,水和阳光。这些旧的生物活着厌氧,没有氧气。奇怪的是,今天我们呼吸的是他们为我们带来的一种气氛,因为他们的粮食生产的副产品(氧气)最终超过了地球的大气层。厌氧生物被迫进入无氧角落和地球的缝隙,并保持简单而单细胞。

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这是动物,但没有线粒体

但是,当有规则时,通常会有一个例外,一群科学家发现了一个小的寄生虫克尼德里安- 水母的亲戚 - 显然没有使用氧气来呼吸。他们发表了他们的发现在2020年2月24日,美国国家科学院会议记录。

这动物,Henneguya Salminicola,是一个微小的外星寄生虫,有一条长尾巴,以鲑鱼和其他鱼类的肌肉组织为食。它是真核生物- 一组广泛的生物的成员,其中包括您肉眼可以看到的大多数生物:动物,植物,真菌等。真核生物的细胞包含各种各样的花哨细胞器他们更原始的对应物原核生物,没有。这些细胞器之一是线粒体,该结构具有很小的基因组,与其他生物体分开,在氧气的帮助下,真核细胞用来产生能量。

但是在较大的群体中,我们称之为“真核生物”,有一些厌氧的单细胞非动物物种。他们没有线粒体,但是科学家称之为“与线粒体相关的细胞器”。Henneguya Salminicola是第一个动物具有此功能。

这一切都非常奇怪,但是他们是怎么做到的呢?

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异常的演变

“祖先Henneguya几乎肯定有线粒体。”研究合着者斯蒂芬·阿特金森(Stephen Atkinson)说。微生物学系在俄勒冈州立大学的电子邮件采访中。“它所有最接近的亲戚都有线粒体,因此对厌氧生活方式的演变和功能性线粒体的丧失似乎仅仅是该物种最近的适应 - 至少至少我们知道到目前为止!”

在典型动物的细胞中,线粒体在多步过程中使用氧气来产生化学能。研究小组发现,寄生虫只需要适应几乎没有可用氧气的环境。不需要线粒体,它在使用氧气的至少几个过程中失去了遗传学说明,例如Henneguya Salminicola已经失去了线粒体基因组,其他动物细胞需要这些基因组,因为它们包含了使用氧气的说明。通过失去基因组,寄生虫不必为不再需要的东西复制基因来节省能量。

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感染的粉红色鲑鱼Henneguya Salminicola,2009年被加拿大西部夏洛特群岛赶走。
飞行企鹅/维基梅迪亚公共

但是,如果没有氧气,它如何生存?

阿特金森说:“我们认为它必须吸收与宿主细胞的能源产生有关的分子,这些分子已经进行了部分处理。”“从主持人那里偷东西是寄生虫的基础!”

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成为动物意味着什么?

像许多重要发现一样,这一发现是完全出乎意料的 - 研究人员希望比较两个小寄生虫的基因组,每次他们试图运行该基因组Henneguya Salminicola,显然很奇怪。进一步研究它,他们发现其细胞中有一个空的袋子,线粒体可能曾经是一个空的袋子。

阿特金森说:“这一发现扩大了我们对成为'动物'的意义的理解,即使复杂的生活也可以以一种在没有氧气的环境中成功的方式发展。”“知道厌氧动物可以存在,使我们注意到我们必须在其他物种中寻找这一事实 - 也许在我们从未见过的动物的厌氧环境中寻找。从现在开始,将在其他物种中寻找异常或缺失的线粒体,以尝试发现宿主,组织和环境之间的联系,从而导致线粒体功能丧失以利用厌氧代谢。”

在这些寄生虫中发现厌氧机制也可能打开新的治疗途径,因为已经使用特定药物来靶向其他厌氧寄生虫。

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