『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( 三 )


关于厌氧生物的起源一直众说纷纭 , 一说厌氧生物起源于远古 , 刚刚诞生的地球上没有氧气 , 是一个适合厌氧菌生存的时代 。 然而 , 几十亿年后今天 , 空气中氧气浓度已经达到21% 。 对于远古厌氧性生物如何进化以及如何适应现在的有氧环境 , 仍然存在许多未解之谜 。
挑战我们熟知的动物进化论
出于生存需要 , 寄生虫奉行"极简主义" , 往往会把并不重要的器官 , 比如触觉器官、运动器官、消化器官等慢慢丢弃 , 但是一直困扰生物学家的是 , 我们现在所看到的寄生虫最初究竟是什么样的生物?
最近引起关注的鲑居尾孢虫更加坚定地执行了极简主义原则 , 不仅触觉器官、运动器官、消化器官已经不存在 , 连神经系统也已经消失 。 由于不存在各类器官 , 它的细胞数只有个位数 。 研究人员认为 , "鲑居尾孢虫可能正处于从多细胞生物向单细胞生物进化的过程中 , 这与我们熟知的动物进化论背道而驰 。 "
可以说 , 寄生虫的"极简主义"简直是现实版的"逆进化论" 。
重新理解生命的生存方式 , 进而影响探索地外生命的方向
关于鲑居尾孢虫的新发现 , 还有哪些研究意义?
首先 , 这一发现撼动了我们对地球生命生存方式的固有理解 。 一般的观点认为 , 在约14.5亿年前起 , 生物体开始进化出利用氧气进行代谢的能力——有氧呼吸 。 科学家设想了这样的情形 。 相对较大的古细菌将较小的古细菌吸收入体内 , 并以某种方式造成了对双方都有利的共生 , 最终它们融为一体 。 从这种共生关系开始 , 两个物种一起进化 , 较小的古细菌最终变成了被称为线粒体的细胞器 。
即使在我们身体中 , 细胞呼吸过程中必不可少的线粒体也存在于除红细胞以外的所有细胞中 。 线粒体分解氧气生成ATP , 多细胞生物体再将其用于各种细胞代谢过程 。 具体而言 , ATP发生水解时 , 将形成二磷酸腺苷(ADP)并释放一个磷酸根 , 同时释放能量 。 这些能量在细胞中就会被利用 , 肌肉收缩产生的运动、神经细胞的活动等生物体内的一切活动都会利用ATP水解时产生的能量 。
【『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】生物体为了在低氧条件下获得更多的生存机会 , 不断进行适应性进化 。 如前所述 , 时常有一些单细胞原核生物进化出类似线粒体的相关细胞器并进行无氧代谢的例子 。 但是 , 是否存在根本不使用氧气进行代谢的多细胞生物一直存在争议 。 长久以来 , 受到动物必须依赖氧气才能生存的思维局限 , 很少有人考虑在无氧或氧气浓度偏低的行星上发现复杂生物的可能性 。 此次发现不仅填补了地球动物研究的一个空白 , 同时也打破了人类对地外生命探索的固化模式 。
尽管如此 , 完全不需要氧气的鲑居尾孢虫究竟是来自远古?还是不断"逆进化"的结果?这仍然是一个待解之谜 , 我们期待着早日找到答案 。
『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
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参考文献
[1] "Notes on North American Myxosporidia". The Journal of Parasitology
[2] A cnidarian parasite of salmon (Myxozoa: Henneguya) lacks a mitochondrial genome
[3] Henneguya (Cnidaria: Myxosporea: Myxobolidae) infections of cultured barramundi, Lates calcarifer (Perciformes: Latidae) in an estuarine wetlands system of Malaysia: description of Henneguya setiuensis n. sp., Henneguya voronini n. sp. and Henneguya calcarifer n. sp.
[4] Scientists discover first known animal that doesn't breathe
[5]「呼吸する必要がない動物」が意外なほど身近な場所から発見される
[6] 嫌気性菌の酸素適応機構 0~ 21%の様々なO2 濃度における微生物生態