当前位置:首页 > 生活 > 生活常识

生活常识知多少微生物,很多微生物不需要氧气就能生存,有没有动物不需要氧气也能生存?

一张寄生在奇努克鲑鱼体内的刺胞囊线虫的光学显微镜图像生活常识知多少微生物。

生活常识知多少微生物,很多微生物不需要氧气就能生存,有没有动物不需要氧气也能生存?

三十亿年前,地球仍为无氧环境。造山运动和火山喷发将吸积在地球内部的大气排出地表,这一过程称为“排气”。排出的气体中,含有79%的水蒸气和12%的二氧化碳。

生活常识知多少微生物,很多微生物不需要氧气就能生存,有没有动物不需要氧气也能生存?

生活常识知多少微生物,很多微生物不需要氧气就能生存,有没有动物不需要氧气也能生存?

生活常识知多少微生物,很多微生物不需要氧气就能生存,有没有动物不需要氧气也能生存?

生活常识知多少微生物,很多微生物不需要氧气就能生存,有没有动物不需要氧气也能生存?

彼时生活在地球上的蓝细菌必须找到一种依靠二氧化碳、水和阳光生存的方法。长期的环境适应性进化让这些古老的生物不需要氧气也能生活。奇怪的是,我们今天呼吸的氧气正是他们为我们制造的,蓝细菌进行光合作用产生氧气,最终进入到地球的大气层。

生活常识知多少微生物,很多微生物不需要氧气就能生存,有没有动物不需要氧气也能生存?

蓝细菌的大量繁殖和广泛分布使地球从无氧环境过渡到有氧环境,开启地球生命进化的崭新篇章。厌氧生物被迫进入地球上没有氧气的角落和缝隙,保持简单的单细胞生物形态。

生活常识知多少微生物,很多微生物不需要氧气就能生存,有没有动物不需要氧气也能生存?

这是一种动物,但没有线粒体这个世界有运行规则,但当有规则时,通常也会有例外。一组科学家发现了一种小型寄生水母——水母的亲戚,不使用氧气来呼吸。他们在2020年2月24日的《美国国家科学院院刊》上发表了他们的发现。

有种动物,名叫亨内吉亚鲑,体内有一种微小的异头寄生虫,有一条长尾巴,以鲑鱼和其他鱼类的肌肉组织为食。这是一种真核生物,真核生物包括大多数肉眼能看到的生物:动物、植物、真菌等。

真核生物的细胞包含了各种奇特的细胞器,而更原始的原核生物却没有其中某些细胞器。其中一种细胞器就是线粒体,这种细胞器有自己的DNA,与生物体的其他部分独立,真核细胞利用线粒体在有氧情况下产生能量。

但是在我们称之为“真核生物”的大群体中,有一些单细胞的非动物物种是厌氧的。他们没有线粒体,但是有科学家称之为“线粒体相关的细胞器”,指甲鱼是第一种具有这种特征的动物。

这一切都很奇怪,但是他们怎么会这样呢?

异常的演化“亨内吉亚的祖先几乎肯定有线粒体,”该研究的合著者斯蒂芬·阿特金森说,他是俄勒冈州立大学微生物系的研究教授,“它所有的近亲都有线粒体,所以向厌氧生活方式的进化和功能性线粒体的丧失似乎只是该物种最近的一次适应——至少就我们目前所知是这样!”

在动物的细胞中,线粒体在多步过程中利用氧气产生化学能。而这种寄生虫只是不得不适应可用氧气非常少的环境。

捕获的感染亨内加亚鲑鱼的鲑鱼

由于不需要线粒体,它失去了至少几个用氧过程部分的遗传指令——例如,亨尼古亚鲑鱼已经失去了线粒体基因组,这是其他动物细胞需要的,因为它们含有用氧的指令。

由于失去基因组,寄生虫不必为不再需要的东西复制基因,从而节省了能量。

没有氧气它怎么生存?我们假设它必须从宿主细胞中吸收与能量生产相关的分子,而宿主细胞已经完成了部分加工过程,因此从宿主那里偷东西是寄生的基础!

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,每次他们试图运行亨内吉亚鲑鱼的基因组时,事情显然非常奇怪。进一步观察,他们发现它的细胞包含一个小的空袋子,里面可能曾经有线粒体。

这一发现扩大了我们对‘动物’的理解,表明即使是复杂的生命也能在无氧环境中进化成功。知道厌氧动物的存在提醒我们,我们必须在其他物种中寻找这一点——也许在厌氧环境中寻找我们以前从未见过的动物。

特别是对于粘粒寄生虫的研究,这意味着我们将从现在开始在其他物种中寻找不寻常或缺失的线粒体,试图发现宿主、组织和环境之间的联系,这些联系会导致线粒体功能丧失,从而利用厌氧代谢。

这些寄生虫厌氧机制的发现也为治疗开辟了一条新的途径,因为特定的药物已经被用于针对其他厌氧寄生虫。

知识拓展另外两种失去线粒体的真核生物是贾第鞭毛虫,一种肠道寄生虫,以及引起性传播感染滴虫病的寄生虫,或称为阴道毛滴虫的“trich”。

标签:氧气 生存 需要

  • 关注微信

相关文章