『厌氧菌』首次发现“不需要氧气的动物”！挑战人类对进化论和生命的认识( 二 ) |细胞|

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多细胞厌氧动物——意料之外的大发现
鲑居尾孢虫是一种常见的海洋寄生虫，在大西洋鲑、粉红鲑、鳟鱼等鱼种中均有发现。早在19世纪末，人类就观察到了这种寄生虫。它虽然属于真核生物，但身体构成极为简单，只有区区不到十个细胞。当鲑鱼被其感染时，通常在肌肉表面可以看到乳白色斑点。人们发现，尽管受到该寄生虫影响的鱼肉外观看起来不怎么样，但是食用后对身体也并没有什么害处，因此一直没有给予特别的关注。

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然而，最近以色列特拉维夫大学动物学家Dayana Yahalomi的研究小组却发现了一个惊人的秘密——鲑居尾孢虫不含有线粒体DNA（一些位于线粒体内的DNA ，与细胞核内DNA不同源）！
这到底意味着什么呢？
我们在前面提到，线粒体是真核细胞呼吸作用中必不可少的细胞器。以色列科学家们最初感兴趣的问题是，这种寄生虫存活的环境显然缺乏氧，那么它们是如何进行呼吸作用的呢？
显然，回答这个问题最直接的方式就是研究它们的线粒体。
但当他们尝试分析鲑居尾孢虫的线粒体DNA ，以揭示该寄生虫在鲑鱼肌肉内的低氧情况下如何进行呼吸作用时，却发现了相当不寻常的情况。尽管在该寄生虫体内找到了形似线粒体的器官，但线粒体DNA却始终无法提取，这让陷入困境的研究小组更加百思不得其解。
通过与进化关系相近的物种进行基因序列对比之后发现，鲑居尾孢虫竟然不存在线粒体DNA 。此外，更详细的研究显示，它甚至缺乏普通生物中本该存在的与线粒体DNA转录和复制相关的基因。
目前，科学家尚不完全清楚鲑居尾孢虫的生活方式，但真核生物没有线粒体，就不可能进行有氧呼吸。研究人员认为，他们有可能通过窃取宿主鲑鱼的三磷酸腺苷（ATP）并将其用作自己的能源来维持生存。 ATP又被称为"生物能源" ，是细胞在进行呼吸作用过程中产生的一种能量载体，它在生物体内物质的代谢和合成中起着重要作用。
该研究小组在论文中指出："我们的研究表明，不仅单细胞真核生物，一些多细胞生物和寄生虫也正在朝适应无氧环境的方向进化。 "但是关于这种进化的原理和动机目前并不清楚。

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真核厌氧生物十分稀奇，但厌氧细菌并不鲜见
其实厌氧性生物并不鲜见，作为原核生物的厌氧细菌（anaerobic bacteria）便是其中一种。关于厌氧菌，目前还没有明确的定义，一般来说这类菌在无氧厌氧条件下比在有氧环境中生长的更好，而且不能在空气（21%氧气）和（或）10%二氧化碳浓度下的固体培养基表面生长。它们缺乏完整的代谢酶体系，其能量代谢以无氧呼吸方式进行。按其对氧的耐受程度的不同，可分为专性厌氧菌、微需氧厌氧菌和兼性厌氧菌。

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人体正常菌群中也存在大量的厌氧菌，它们广泛存在于人体皮肤和肠道的深部黏膜表面。人体环境在正常情况下并不适于厌氧菌的生长，因而它们无法大量繁殖。但在组织缺血、坏死，或者需氧菌感染导致局部组织氧浓度降低的情况下，就很可能会发生厌氧菌感染。能引起破伤风的病原菌：破伤风梭菌（clostridium tetani）就是厌氧菌的典型例子。
近年来，不断有被新发现的厌氧细菌见诸报道。依据生存环境的不同，这些细菌进行呼吸作用的方式五花八门，堪称是进化的极意。铁离子、锰离子、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、延胡索酸盐、二甲基亚砜等都可以取代氧气的角色，成为它们获取能量过程中的反应物。